Keelteooria Sõrmedel - Alternatiivne Vaade

Sisukord:

Keelteooria Sõrmedel - Alternatiivne Vaade
Keelteooria Sõrmedel - Alternatiivne Vaade
Anonim

1. osa

Ainus probleem on selle teooria aktsepteerimine füüsiliseks, see on liiga matemaatiline. Miks?

Kuna see võlgneb oma välimuse ühe lihtsa funktsiooniga - Euleri beetafunktsioon pole tegelikult nii keeruline, kui esmapilgul tundub. Seda funktsiooni uuritakse matemaatilise analüüsi käigus.

Miks just see funktsioon oli nii suure ja segase teooria algus?

Euleri beetafunktsioon (beetafunktsiooni graafik tegelike argumentidega)
Euleri beetafunktsioon (beetafunktsiooni graafik tegelike argumentidega)

Euleri beetafunktsioon (beetafunktsiooni graafik tegelike argumentidega).

1968. aastal püüdis noor itaalia teoreetiline füüsik Gabriele Veneziano kirjeldada, kuidas aatomituuma osakesed interakteeruvad: prootonid ja neutronid. Teadlasel oli geniaalne aim. Ta mõistis, et kõiki aatomi osakeste arvukaid omadusi saab kirjeldada ühe matemaatilise valemiga (Euleri beetafunktsioon). Selle leiutas kakssada aastat tagasi Šveitsi matemaatik Leonard Euler ja see kirjeldas integraale matemaatilises analüüsis.

Veneziano kasutas seda oma arvutustes, kuid ei saanud aru, miks ta just sellel füüsikaalal töötab. Valemi füüsilise tähenduse avastasid 1970. aastal Ameerika teadlased Yoichiro Nambu, Leonard Susskind, aga ka nende Taani kolleeg Holger Nielsen. Nad leidsid, et elementaarosakesed on väikesed vibreerivad ühemõõtmelised stringid, mikroskoopilised energiaahelad. Kui teadlased väitsid, et need stringid on nii pisikesed, näevad nad ikkagi välja nagu punktosakesed ega mõjuta katsete tulemusi. Nii tekkis keelteooria.

Filosoofid on pikka aega vaielnud selle üle, kas universumil on teatud päritolu või on see alati olemas olnud. Üldrelatiivsus tähendab Universumi "elu" lõplikkust - laienev Universum oleks pidanud tekkima Suure Paugu tagajärjel.

Reklaamvideo:

Suure paugu alguses ei olnud relatiivsusteooria siiski toiminud, kuna kõik sel hetkel toimuvad protsessid olid kvantlikku laadi. Keelteoorias, mis väidab end olevat gravitatsiooni kvantteooria, võetakse kasutusele uus põhiline füüsikaline konstant - pikkuse minimaalne kvant (st sisuliselt lühim pikkus). Selle tulemusel muutub Suurel Paugul sündinud Universumi vana stsenaarium püsimatuks.

Ruum kvanttasandil
Ruum kvanttasandil

Ruum kvanttasandil.

Keeled on universumi väikseimad objektid. Keelte suurus on võrreldav Plancki pikkusega (10–33 cm). Keelteooria kohaselt on see minimaalne pikkus, mis objektil universumis võib olla.

Suur pauk toimus endiselt, kuid mateeria tihedus polnud sel hetkel lõpmatu ja universum võis olla olemas juba enne seda. Keelteooria sümmeetria viitab sellele, et kel pole aega ega lõppu. Universum oleks võinud tekkida peaaegu tühjana ja moodustuda Suure Paugu ajaks või läbida mitu surma- ja uuestisünni tsüklit. Igal juhul oli Suure Paugu eelsel ajastul tänapäevasele kosmosele tohutu mõju.

Meie laienevas universumis hajuvad galaktikad nagu hajuv rahvahulk. Nad eemalduvad üksteisest kiirusega, mis on võrdeline nendevahelise kaugusega: 500 miljoni valgusaastaga eraldatud galaktikad, hajuvad kaks korda kiiremini kui galaktikad, eraldades 250 miljonit valgusaastat. Seega, kõik galaktikad, mida me vaatleme, pidanuks algama Suure Paugu ajal üheaegselt samast kohast. See kehtib isegi juhul, kui kosmiline paisumine toimub kiirenduse ja aeglustamise perioodidel. Ruumi- ja ajadiagrammides liiguvad galaktikad mähiseid pidi jälgitavasse ruumi ossa (kollane kiil). Siiski pole veel täpselt teada, mis juhtus hetkel, kui galaktikad (või nende eelkäijad) hakkasid teineteisest lahku lendama.

Universumi ajalugu
Universumi ajalugu

Universumi ajalugu.

Standardse Suure Paugu mudelis (pildil vasakul), mis põhines üldrelatiivsusel, oli kahe meie galaktika vaheline kaugus meie mineviku mingil hetkel null. Kuni selle ajani on aeg mõttetu.

Ja kvantmõjusid arvestavates mudelites (paremal oleval joonisel) eraldasid kõik startimise hetkel kaks galaktikat kindla minimaalse vahemaaga. Sellised stsenaariumid ei välista Universumi olemasolu võimalust enne Suurt Pauku.

2. osa

Ja nüüd proovin teile öelda, miks neid teooriaid on nii palju: keelte teooria, pealised, M-teooria.

Lisateave iga teooria kohta:

Keelteooria:

Nagu teie ja ma juba teame, on stringiteooria puhtalt matemaatiline teooria, mis ütleb, et kõik meie maailmas (ja mitte ka meie oma) on Plancki pikkusega suurusjärgus mikroskoopiliste objektide "vibratsioonide" tagajärg.

Võib-olla on kogu mateeria tehtud keelpillidest
Võib-olla on kogu mateeria tehtud keelpillidest

Võib-olla on kogu mateeria tehtud keelpillidest.

Nööri omadused meenutavad viiulikeelt. Iga keel võib tekitada tohutu (tegelikult lõpmatu) arvu erinevaid vibratsioone, mida tuntakse resonantsvibratsioonidena. Need on vibratsioonid, mille korral maksimumide ja miinimumide vaheline kaugus on sama ning stringi fikseeritud otste vahele mahuvad täisarv maksimaalseid ja maksimaalseid maksimume. Näiteks tajub inimese kõrv resonantsvibratsiooni erinevate nootidena. Stringidel on stringiteoorias sarnased omadused. Nad võivad läbi viia resonantsvõnkumisi, kus täpselt täisarv arv ühtlaselt jaotunud maksimumeid ja miinimume mahub stringide pikkusele. Samamoodi, nagu erinevad viiulikeelte resonantsvibratsiooni erinevad režiimid (võnkesüsteemile tüüpiliste harmooniliste vibratsioonide tüüpide komplekt) tekitavad erinevaid noote,põhistringide erinevad vibratsioonirežiimid põhjustavad erinevaid masse ja ühenduskonstante.

Image
Image

Relatiivsusteooria eriteooria kohaselt on energia ja mass (E võrdub em tse ruuduga:) sama mündi kaks külge: mida rohkem energiat, seda rohkem massi ja vastupidi. Ja stringiteooria kohaselt määratakse elementaarosakese mass selle osakese sisemise stringi vibratsioonienergiaga. Raskemate osakeste sisemised stringid vibreerivad intensiivsemalt, kergete osakeste stringid aga vähem intensiivselt.

Kõige tähtsam on see, et ühe stringirežiimi omadused on täpselt samad, mis gravitatsiooni omadustel, tagades, et gravitatsioon on stringiteooria lahutamatu osa.

Ma ei taha praegu süveneda keelpillide "geomeetriasse", vaid ütlen, et massimatud osakesed, mis võivad olla footonid, pärinevad kas avatud või suletud keelpillide vibratsioonist. Gravitonid pärinevad ainult suletud keelte või silmuste vibratsioonist. Keeled interakteeruvad üksteisega, moodustades silmuseid. Nendest silmustest tekivad suuremad osakesed (kvargid, elektronid). Nende osakeste mass sõltub energiast, mille silmus vabastab, kui see vibreerib.

Keelteoorias võib olla ainult kaks põhikonstanti (teistes teooriates on palju rohkem konstante, isegi kõige põhilisemad. Näiteks standardmudel nõuab 26 konstanti). Üks, mida nimetatakse stringi pingeks, kirjeldab, kui palju energiat sisaldab stringi pikkusühikut. Teine, mida nimetatakse nööriühenduse konstandiks, on arv, mis näitab nööri purunemise tõenäosust kaheks stringiks, mis põhjustab vastavalt jõude; kuna see on tõenäosus, on see lihtsalt arv, ilma mõõtühikuteta.

Ülemise vööri teooria:

Sellest fraasist on vaja ainult teada ja mõista, et see teooria on üldistatud keelte teooria. Selles teoorias vaadeldakse kõike supersümmeetria vaatenurgast - … KUID!

Enne supersümmeetria arutamist arutame meelde spinni mõistet. Spin on igale osakesele omane sisemine nurkkiirus. Seda mõõdetakse Plancki konstandi ühikutes ja see võib olla terve või pooltervis. Spinn on eranditult kvantmehaaniline omadus, seda ei saa klassikalisest seisukohast kujutada. Naiivne katse tõlgendada elementaarosakesi väikeste "kuulidena" ja keerutada - nende pöörlemisena on vastuolus spetsiaalse relatiivsusteooriaga, kuna kuulide pinnal olevad punktid peavad siis liikuma kiiremini kui valgus. Elektronidel on spin 1/2, footonitel spin 1.

Supersümmeetria on täisarvu ja poolenisti täisarvuga osakeste vaheline sümmeetria.

Lühidalt öeldes koosneb see teooriate konstrueerimisest, mille võrrandid ei muutuks, kui täisarvuga spinniga väljad teisendatakse pooleks täisarvuga spinniga väljadeks ja vastupidi. Pärast seda on kirjutatud tuhandeid artikleid, kõik kvantväljavälja teooria mudelid on supersümmeetriseeritud ja välja on töötatud uus matemaatiline aparaat, mis võimaldab üles ehitada supersümmeetrilisi teooriaid.

Looduses tuntud osakesed jagunevad nende keerutuse järgi bosoonideks (terve spinn) ja fermioonideks (täisarv spinniks). Esimesed osakesed on interaktsioonide kandjad, näiteks footon, mis kannab elektromagnetilist interaktsiooni, glüoon, mis kannab tugevaid tuumajõude, ja graviton, mis kannab gravitatsioonijõude. Teine koosneb ainest, millest me oleme valmistatud, näiteks elektron või kvark.

Image
Image

Fermioonid (osakesed, mis vastavad Fermi-Diraci statistikale) ja bosonid (osakesed, mis vastavad Bose-Einsteini statistikale) võivad eksisteerida samas füüsilises süsteemis. Sellisel süsteemil on eriline sümmeetria - niinimetatud supersümmeetria, mis kaardistab bosonid fermioonideks ja vastupidi. See eeldab muidugi võrdset arvu bosone ja fermioone, kuid supersümmeetria olemasolu tingimused sellega ei piirdu. Supersümmeetrilised süsteemid elavad superruumis. Ülemisruum saadakse tavalisest kosmoseajast, kui sellele lisatakse fermionilised koordinaadid. Ülaruumi formulatsioonis näevad supersümmeetrilised teisendused pöörde ja tõlkena tavalises ruumis. Ja selles elavaid osakesi ja välju esindab tavalises ruumis osakeste või väljade komplekt ja selline komplekt,milles bosside ja fermioonide kvantitatiivne suhe, samuti mõned nende omadused (peamiselt keerutused) on rangelt fikseeritud. Sellises komplektis sisalduvaid osakesi-välju nimetatakse superpartneriteks.

Nii kirjeldas tavapärane stringiteooria ainult osakesi, mis olid bosonid, nii et seda nimetati bosonic stringide teooriaks. Kuid ta ei kirjeldanud fermione. Seetõttu ei lülitatud bosooniliste keelte teooriasse näiteks kvarke ja elektrone.

Kuid bosoonilise keelte teooriale supersümmeetria lisamisega saime uue teooria, mis kirjeldab nii jõude kui ka universumi moodustavat ainet. Seda nimetatakse superstringi teooriaks.

On kolm erinevat ülivõrde teooriat, millel on mõtet, s.t. ilma matemaatiliste ebakõladeta. Neist kahes on põhiobjektiks suletud string, kolmandas aga avatud string. Veelgi enam, bosonilise keelte teooria ja ülivõrgu teooria parimate aspektide segamise teel oleme saanud järjepidevad keelte teooriad - heterootilised keelte teooriad.

Seega on superstring supersümmeetriline string, see tähendab, et see on ikkagi string, kuid see ei ela meie tavalises ruumis, vaid üleruumis.

M-teooria:

1980. aastate keskel jõudsid teoreetikud järeldusele, et supersümmeetriat, mis on keelteooria keskmes, saab sellesse integreerida mitte ühel, vaid viiel erineval viisil, mis viib viis erinevat teooriat: I tüüp, tüüp IIA ja IIB ning kaks heterootilist keelte teooriad. Terve mõistuse huvides (sama füüsilise seaduse 2 versiooni ei saa samaaegselt töötada) usuti, et ainult üks neist võib väita "kõige teooria" rolli, pealegi see, mis on madala energiatarbega ja tihendatud (s.t. Plancki pikkuste suurused.

Selgub, et me lihtsalt vaatleme oma 4-mõõtmelist Universumit ilma nende 6 dimensioonita, mida me lihtsalt ei näe) kuus täiendavat dimensiooni oleksid kooskõlas tõeliste vaatlustega. Jäi küsimus, milline teooria oli adekvaatsem ja mida teha ülejäänud nelja teooriaga.

Sisuliselt:

Kui sel juhul osutub kompaktse mõõtme suurus stringide suuruseks (10–33 sentimeetri kraadi), siis selle mõõtme väiksuse tõttu ei saa me seda lihtsalt otse näha. Lõppkokkuvõttes saame oma (3 + 1) -mõõtmelise ruumi, milles pisike 6-mõõtmeline ruum vastab meie 4-mõõtmelise Universumi igale punktile.

Uuringud on näidanud, et see naiivne seisukoht on vale. 1990-ndate aastate keskel leidsid Edward Witten ja teised teoreetilised füüsikud tugevaid tõendeid selle kohta, et kõik viis pealisehituse teooriat on üksteisega tihedalt seotud, olles ühe 11-mõõtmelise põhiteooria erinevad piiravad juhtumid. Seda teooriat nimetatakse M-teooriaks.

Kui Witten andis nime M-teooria, ei täpsustanud ta, mille eest M seisis, arvatavasti seetõttu, et ta ei tundnud õigust nimetada teooriat, mida ta ei suutnud täielikult kirjeldada. Eeldused selle kohta, mille vastu M võiks seista, on muutunud teoreetiliste füüsikute seas mänguks. Mõni ütleb, et M tähendab "müstilist", "maagilist" või "ema". Tõsisemateks eeldusteks on "Maatriks" ja "Membraan". Keegi märkas, et M võib olla ümberpööratud W - nime Witten (Witten) esitäht. Teised arvavad, et M peaks M-teoorias tähendama puuduvat või isegi Murki.

Image
Image

11-mõõtmelise M-teooria väljatöötamine võimaldas füüsikutel vaadata kaugemale ajast, enne mida toimus Suur Pauk.

10–11-mõõtmelises ruumis olevad kraanad põrkuvad ja tekitavad kliide * pinnale * suure paugu …
10–11-mõõtmelises ruumis olevad kraanad põrkuvad ja tekitavad kliide * pinnale * suure paugu …

10–11-mõõtmelises ruumis olevad kraanad põrkuvad ja tekitavad kliide * pinnale * suure paugu …

Loodi teooria, mille kohaselt on meie universum objektide kokkupõrke tagajärg teises universumis, mis võib omakorda olla loendamatu arv. Seega viis ühe küsimuse avalikustamine veelgi enamate küsimuste tekkimiseni.

M-teooriat võtsid teadlased kõige teooriaks. See tähendab, et see teooria sobib kõike seletama: kuidas sündis Universum, mis oli enne meie Universumi sündi, vastab aja olemasolu olemasolule enne Universumi sündi (aeg eksisteeris isegi enne Universumi sündi), paljastab Universumi tuleviku.

3. osa

Keeluaugud:

Nüüdseks üldtunnustatud mustade aukude teooria, mille nelikümmend aastat tagasi esitas füüsik John Wheeler, ütleb, et pärast seda, kui täht "läbi põleb", surutakse selle jäänused sellise jõuga, et tõmbejõud ületab tõrjumisjõu ja selle tulemusel jääb ainsus: punkt kosmoses, kus mateeria asub olekus "lõpmatu tihedus". Ainsust ümbritseb niinimetatud sündmusehorisont - hüpoteetiline piir, mis ei suuda selles sisalduvast ainest ja energiast üle saada. Need on "tõmmatud" musta auku ja jäävad igaveseks sisse.

Musta augu kujutis
Musta augu kujutis

Musta augu kujutis.

Just see "igavesti" tekitab küsimusi.

1975. aastal leidis Cambridge'i ülikooli suurim musta augu teoreetik Stephen Hawking (ehkki ainult teoreetiliselt), et mustad augud aurustuvad aeglaselt, kuid paratamatult. Vastavalt kvantmehaanika seadustele keevad "virtuaalsete" osakeste ja antiosakeste paarid pidevalt tühjas ruumis. Hawking näitas, et mustade aukude gravitatsioonienergia võib kanduda "virtuaalseteks" osakesteks just sündmushorisondil. Sel juhul muutuvad "virtuaalsed" osakesed reaalseks ja lähevad horisondi taha koos positiivse energiaga Hawkingi kiirguse kujul. Nii aja jooksul must auk aurustub.

Hawkingi kiirgustemperatuur (radiatsioon musta augu sündmuse horisondi lähedal termilise spektriga):

Musta augu kiirgustemperatuur

Image
Image

kus Plancki konstant, c on valguse kiirus vaakumis, k on Boltzmanni konstant, G on gravitatsioonikonstant ja lõpuks M on musta augu mass. Näiteks on lihtne arvutada, et musta augu massiga 2 * 10 ^ 30 kg (Päikese mass) radiatsioonitemperatuur on 6,135 * 10 ^ (- 8) Kelvinit. See on väga madal temperatuur, isegi kui võrrelda seda universumi taustakiirgusega, mille temperatuur on 2,7 kelvinit.

Kuid astronoomidele teadaolevate mustade aukude temperatuur on neist madala kiirguse tuvastamiseks liiga madal - aukude massid on liiga suured. Seetõttu ei ole mõju veel tähelepanekutega kinnitatud.

See seisukoht viib aga "infopardoksini". Selgub, et relatiivsusteooria kohaselt on mustasse auku langev teave kadunud, samas kui kvantmehaanika väidab, et teave võib lõpuks välja pääseda.

Hawking märkis, et Hawkingi kiirguse kaootiline olemus tähendab, et energia puruneb, kuid teave mitte. 2004. aastal muutis ta aga oma meelt - ja see on vaid üks moodsa teaduse punkte, mille käigus vaadatakse läbi kõik tema vaated mustadele aukudele.

Image
Image

Fakt on see, et nüüd üritavad teoreetikud "proovida" mustade aukude (ja kõigi nendega seotud teoreetiliste lahknevuste) stringi teooriat. Keelteooria on nüüd parim katse ühendada üldrelatiivsus ja kvantmehaanika, kuna stringid ise kannavad gravitatsioonijõudu ja nende vibratsioon on juhuslik, nagu kvantmehaanika ennustas.

1996. aastal otsustasid Andrew Strominger ja Harvardi ülikooli Kamran Wafa läheneda teabe paradoksi probleemile, määratledes, kuidas musta auku seestpoolt ehitada.

Selgus, et keelte teooria võimaldab ehitada keelpillidest endast ja teistest teooriaga kirjeldatud objektidest äärmiselt tihedaid ja väikesemahulisi konstruktsioone, millest mõnel on rohkem kui kolm mõõdet. Ja need struktuurid käitusid täpselt nagu mustad augud: nende gravitatsiooniline tõmme ei vabasta valgust.

Mustade aukude sees keelpillide korraldamise viiside arv on tohutu. Ja mis on eriti huvitav, langeb see väärtus täielikult kokku musta augu entroopia väärtusega, mille Hawking ja tema kolleeg Bekenstein arvutasid tagasi seitsmekümnendatel aastatel.

Võimalike stringikombinatsioonide arvu määramine pole siiski kõik. 2004. aastal otsustas Ohio Riikliku Ülikooli meeskond Samir Matura selgitada keelpillide võimalikku paigutust musta augu sees. Selgus, et peaaegu alati on stringid ühendatud nii, et need moodustavad ühe - suure ja väga elastse - stringi, kuid palju suuremad kui punkti singulaarsus.

Matura rühm on arvutanud mitme "nööri" musta augu füüsilised mõõtmed (mida rühma liikmed eelistavad nimetada fuzzballs - "kohevaks palliks" või "stringy stars" - "string tähte"). Nad olid üllatunud, kui avastasid, et nende stringimoodustiste suurus langes traditsioonilises teoorias kokku "sündmuse horisondi" suurusega.

Sellega seoses soovitas Mathur, et nn. “Sündmuse horisont” on tegelikult “vahutav keel stringid”, mitte jäigalt piiritletud piir.

Ja et must auk ei hävita tegelikult teavet näiteks põhjusel, et mustades aukudes pole lihtsalt ainsust. Keelte mass jaotatakse kogu ruumalas kuni sündmuse horisontini ning teavet saab salvestada keelpillides ja jäljendada väljuvale Hawkingi kiirgusele (ja seega ületada sündmuse läve).

Kuid nii Wafa kui ka Mathur tunnistavad, et see pilt on väga esialgne. Matura peab veel katsetama, kuidas tema mudel sobib suurte mustade aukudega, või mõistma, kuidas mustad augud arenevad.

Teise variandi pakkusid välja Gary Horowitz California ülikoolist Santa Barbaras ja Juan Maldasena Princetoni kõrgtehnoloogia instituudist. Nende uurijate sõnul eksisteerib musta augu keskpunktis olev singulaarsus, kuid teave sinna lihtsalt ei satu: mateeria läheb ainsusesse ja teave - kvantteleportatsiooni kaudu - jääb Hawkingi kiirgusele jäljendiks. Paljud füüsikud vaidlustavad selle vaatepunkti, lükkades tagasi teabe kohese edastamise võimaluse.

Äärmiselt mustad augud:

Mitmekesisus (mitmekesisuse lihtsaim näide on eukleidiline ruum. Keerulisem näide on Maa pind. Võimalik on teha maapealse pinna ükskõik millise ala kaart, näiteks poolkera kaart, kuid kogu selle pinna kohta on võimatu joonistada üksikut (ilma pausideta) kaarti, mida mööda string võib liikuda nimetatakse D-brane või Dp-brane (teise märke kasutamisel on p täisarv, mis iseloomustab kollektori ruumiliste mõõtmete arvu). Näitena võib tuua kaks stringi, mille üks või mõlemad otsad on kinnitatud kahemõõtmelise D-või D2-Brane külge:

D-kliidel võib olla mitmeid ruumilisi mõõtmeid vahemikus -1 kuni meie kosmoseaja ruumimõõtmete arv. Sõna "brane" ise pärineb sõnast "membraan", mis on kahemõõtmeline pind.

Image
Image

Miks ma sellest kirjutasin siin, aga siin:

Branes võimaldas kirjeldada mõnda erilist musta auku keelte teoorias. (Selle avastuse tegid Andrew Strominger ja Kumrun Wafa ülalpool 1996. aastal.)

Brändide ja mustade aukude vaheline seos on kaudne, kuid veenv. Siit saate teada, kuidas see töötab: alustate gravitatsioonijõu väljalülitamisega (seda saate teha, määrates stringi sidumiskonstandi (arv, mis tähistab stringi kaheks stringiks purunemise tõenäosust - üks kahest stringiteooria põhikonstandist. Esimene on stringi "pinge") nullil). Võib tunduda kummaline kirjeldada mustaid auke, mis pole midagi muud kui raskusjõud, aga vaatame, mis edasi saab. Kui raskusjõud on välja lülitatud, saame vaadata geomeetriat, milles paljud kliid on ümbritsetud lisamõõtmetega. Nüüd kasutame seda, et kliid kannavad elektrilisi ja magnetilisi laenguid. Selgub, et sellel, kui palju brareeni laengut võib olla piiratud, on see piir seotud brani massiga. Maksimaalsed laadimiskonfiguratsioonid on väga konkreetsed ja neid nimetatakse äärmuslikeks. Need hõlmavad ühte olukorda, kus on olemas täiendavad sümmeetriad, mis võimaldavad täpsemaid arvutusi. Eriti iseloomustab selliseid olukordi mitmete erinevate supersümmeetriate olemasolu, mis seovad fermioone ja bosone.

Samuti on maksimaalne elektriline või magnetiline laeng, mis mustal augul võib olla ja mis on endiselt stabiilne. Neid nimetatakse äärmuslikeks mustadeks aukudeks ja neid on üldrelatiivsusteooria spetsialistid uurinud palju aastaid.

Vaatamata tõsiasjale, et gravitatsioonijõud on välja lülitatud, on ekstreemsüsteemil mõned omadused äärmiste mustade aukudega. Eelkõige on kahe süsteemi termodünaamilised omadused identsed. Nii saab lisamõõtmete ümber pakitud äärmiste kliide termodünaamika uurimisel korrata äärmiste mustade aukude termodünaamilisi omadusi.

Üks mustade aukude füüsika probleemidest oli Jacob Bekensteini ja Stephen Hawkingi avastuse selgitus, et mustadel aukutel on entroopia ja temperatuur. Nööriteooria uus idee on (äärmuslike mustade aukude korral), et võite liikuda edasi, uurides sarnaseid ekstreemsete kliide süsteeme, mis on ümbritsetud lisamõõtmetega. Tegelikult on kahe süsteemi paljud omadused täpselt samad. See peaaegu üleloomulik kokkusattumus tekib seetõttu, et mõlemal juhul on fermioone ja bosone ühendavad mitmed erinevad supersümmeetrilised teisendused. Selgub, et need võimaldavad meil konstrueerida kaalukaid matemaatilisi analooge, mis muudavad kahe süsteemi termodünaamika * identseks.

***

* Musta augu termodünaamika (omadused):

  • Gravitatsioonijõud on kogu sündmushorisondi pinnal sama
  • Musta augu sündmushorisondi pindala ei saa aja jooksul väheneda üheski klassikalises protsessis.
  • Mis tahes mittetasakaalulises protsessis, milles osalevad mustad augud (näiteks nende põrkumisel), suureneb pindala.

Soovitatav: