Теория струн. Что думают о ней на форуме ?

Космический телескоп «Чандра» не нашел доказательств «теории всего»

Поиск способа объединения конфликтующих научных моделей в «теорию всего», описывающую все фундаментальные взаимодействия, одна из главнейших задач физики. Обсерватория провела один из первых экспериментов в этой области, исследовав космос в поисках гипотетической частицы, которая могла бы связать Вселенную воедино. //  hightech.plus

 

Международная команда ученых использовала для поиска аксионов космическую рентгеновскую обсерваторию «Чандра», направив ее на скопление Персея, расположенное в 240 световых годах от Земли. В галактических скоплениях есть гигантские магнитные поля и яркие источники рентгеновского излучения. Поэтому если там есть аксионы, астрономы могут их заметить.

Команда изучила данные, собранные обсерваторией за пять с лишним суток. В частности, телескоп измерял силу рентгеновских лучей, возникавших в результате падения вещества в сверхмассивную черную дыру, находящуюся в центре одной из галактик скопления Персея. Если бы там были аксионы, «Чандра» смог бы их обнаружить.

Увы, их там не оказалось. Это не значит, что аксионов не существует. Возможно, у них больше масса, или они превращаются в фотоны не так просто, как казалось. Так что пока теория всего остается недостижимой.

 

По теории струн нанесен серьезный удар

В самом сердце галактического скопления, расположенного на расстоянии 200 миллионов световых лет от нас, астрономы не смогли обнаружить гипотетические частицы, называемые аксионами. //  www.popmech.ru

 

Многие модели теории струн предсказывают существование аксиона — частицы сверхнизкой массы из гипотезы 1970-х годов. Она решала в теории проблему того, почему атомные силы следуют так называемой симметрии четности заряда, чего, согласно многим теориям, делать не должны. Как оказалось, теория струн также предсказывает множество частиц, которые ведут себя как аксионы, из-за чего их назвали аксионоподобными частицами.

Одним из свойств аксионоподобных частиц является умение превращаться в фотон при прохождении через магнитное поле. И, наоборот, фотоны могут превращаться в аксионоподобные частицы, совершая то же действие. Вероятность превращения зависит от ряда факторов: напряженности магнитного поля, пройденного расстояния и массы частицы.

И в этот момент вдруг появляется астрофизик Кристофер Рейнольдс из Кембриджского университета в Великобритании и его команда. С помощью рентгеновской обсерватории Чандра ученые исследовали активное ядро галактики NGC 1275, которая находится на расстоянии около 237 миллионов световых лет от нас, в центре скопления галактик, называемых Скопление Персея.

Восьмидневное наблюдение закончились тем, что они почти ничего не смогли узнать о черной дыре галактики из-за плотных облаков газа перед ней. Но затем они поняли, что в этих обстоятельствах можно попробовать обнаружить аксионоподобные частицы: «Рентгеновское излучение от NGC1275 должно проходить через горячий газ Скопления Персея, а этот газ намагничен, — пояснил Рейнольдс. — Магнитное поле относительно слабое (более чем в 10 000 раз слабее, чем магнитное поле на поверхности Земли), но рентгеновские фотоны должны преодолевать огромное расстояние, проходя через это магнитное поле. Следовательно, существует высокая доля вероятности преобразования фотонов в аксионоподобные частицы (при условии, что аксионоподобные частицы имеют достаточно малую массу)».

Поскольку вероятность преобразования зависит от длины волны рентгеновских фотонов, наблюдения должны выявить искажение — некоторые длины волн более эффективны для данного процесса. Команда ученых около года искала искажения, но так его и не обнаружила.

Выходит, существование аксионов в рассмотренном диапазоне масс (вплоть до одной миллионной миллиардной массы электрона), теперь под вопросом.

 

Питер Войт
Математический физик, Колумбийский университет. Автор книги Not Even Wrong: The Failure of String Theory and the Search for Unity in Physical Law («Даже не ошибка: Провал теории струн и поиск единства в физических законах»).

Идея унифицировать физику, предложив струны, движущиеся в 10 измерениях пространства-времени, в качестве фундаментальных сущностей, родилась в 1974 году и спустя 10 лет стала главной парадигмой унификации. После 40 лет исследований и десятков тысяч опубликованных работ мы узнали только одно: это пустая идея. Она не способна ничего предсказать о чем бы то ни было, поскольку вы можете получить практически любую физику, соответствующим образом выбрав, как сделать 6 из 10 измерений невидимыми.

Несмотря на это, сторонники идеи унификации посредством теории струн отказываются признавать ее провал и часто приводят блестящий пример из воспоминаний Макса Планка, который говорил о том, что происходит, когда ученые стареют, сохраняя верность идеям, которые должны быть отброшены (см. с. 106. – Ред.). Но вместо того чтобы отказаться от ошибочной идеи, ее сторонники, как мы слышим в последнее время, призывают отказаться от общепринятых представлений о научном прогрессе. Согласно теоретикам струн, мы живем в глухом углу Мультивселенной, в которой «возможно всё», а это «возможно всё» идеально описывается теорией струн, так что фундаментальная физика себя исчерпала.

 

Потребовалось много времени, чтобы примирить квантовую физику и общую теорию относительности. На сегодняшний день не было предложено ни одной общепризнанной теории, объясняющей все физические наблюдения. В этой работе мы переформулировали римановую геометрию в терминах кривизны и тензоров энергий, используя формализм планковской шкалы. Предложенное уравнение может быть преобразовано в уравнения Дирака в электродинамическом и хромодинамическом полях с уменьшением кривизны фона. Мы переопределили массу и заряд лептонов в терминах взаимодействия между энергией поля и кривизной пространства-времени. Полученное уравнение ковариантно в пространстве–времени и инвариантно относительно любого планковского масштаба. Следовательно, константы Вселенной могут быть сведены только к двум величинам: планковской длине и планковскому времени. Мы доказали, что уравнение поля Эйнштейна из общей теории относительности на самом деле является релятивистским квантовомеханическим уравнением. Далее мы смоделировали Вселенную, используя уравнение с лямбда-формализмом Эйнштейна, и обнаружили, что динамику Вселенной можно рассматривать как гармонические осцилляторы, запутанные лямбда-кривизной. Это уравнение может быть использовано для описания переноса энергии между двумя запутанными пространствами-временами между одной и той же Вселенной и между любыми двумя Вселенными (ER=EPR). Сингулярности черных дыр можно избежать в масштабах Планка, потому что пространство и время больше не переплетаются. Это уравнение предсказывает, что информация о свете из запутанной Вселенной может быть передана в нашу Вселенную. Был предсказан фон гравитационной волны, и ее спектр был близок к наблюдаемому.

 

Page restricted | ScienceDirect

Update your browser to view ScienceDirect. View recommended browsers. Request details: //  www.sciencedirect.com