Теоретические проблемы
Следующие проблемы являются либо фундаментальными теоретическими проблемами, либо теоретическими идеями, для которых отсутствуют экспериментальные данные. Некоторые из этих проблем тесно взаимосвязаны. Например, дополнительные измерения или суперсимметрия могут решить проблему иерархии. Считается, что полная теория квантовой гравитации способна ответить на бо́льшую часть из перечисленных вопросов (кроме проблемы острова стабильности).
"Не сомневаюсь я в том, что учения тёмные греков Ясно в латинских стихах изложить затруднительно будет". Тит Лукреций Кар. "О природе вещей". Пер. Ф. Петровского.
§1. Квантовая гравитация, космология, общая теория относительности. Тема первая. Распад метастабильного вакуума. Почему предсказанная масса квантового вакуума мало влияет на расширение Вселенной? "Главное, к новым словам прибегать мне нередко придется При нищете языка и наличии новых понятий".
Тит Лукреций Кар. "О природе вещей". Пер. Ф. Петровского.
Итак, коснемся первой темы Из списка актуальных тем – Космологической проблемы: Давным-давно известно всем, Что ложный вакуум, ей-Богу, Метастабилен. Между тем,
Он, распадаясь понемногу, Не в силах предопределять Локальный минимум порога, Что призван квантово влиять Скалярное поле φ в состоянии ложного вакуума. На расширение Вселенной. Энергия Е выше, чем в состоянии истинного вакуума Лишь массу можно предсказать, (основное состояние), но потенциальный барьер препятствует переходу поля. Но туннелированья стену, Таким образом, переход возможен лишь при
Пробить, увы, не в силах мы, высокой энергии поля или путем квантовомехани-
Ведь мы тупы, как три полена! ческого туннелирования. Ну что, друзья, кусочек тьмы Рассеялся усильем нашим? Науки светлые умы! Дерзайте! Черт не так уж страшен!
* * *
Тема вторая. Квантовая гравитация. Можно ли квантовую механику и общую теорию относительности объединить в единую самосогласованную теорию (возможно, это квантовая теория поля)? Является ли пространство-время принципиально непрерывным или дискретным? Будет ли самосогласованная теория использовать гипотетический гравитон или она будет полностью продуктом дискретной структуры пространства-времени (как в петлевой квантовой гравитации)? Существуют ли отклонения от предсказаний ОТО для очень малых или очень больших масштабов или в других чрезвычайных обстоятельствах, которые вытекают из теории квантовой гравитации?
"Доблесть, однако, твоя и надежда… Ум твой таким озарить блистающим светом, который
Взорам твоим бы открыл глубоко сокровенные вещи". Тит Лукреций Кар. "О природе вещей". Пер. Ф. Петровского.
Эйнштейн и Планк – апологеты Великих истин на века! Друзья! Давайте тему эту Расщелкаем наверняка! Великое объединенье Пусть не дается нам пока, Но совершится без сомненья! Восторжествует славных дел Полей единое ученье!
Но где ж начало и предел Принципиально-непрерывный Структурам космоса? Хотел
Я разорвать их, о, наивный, Посредством квантовой петли! Но гравитон альтернативный Альберт Эйнштейн и Нильс Бор. Сольвеевский конгресс. 1927 год. Гипотетически ввели В теорию ОТО Эйнштейна Что позволяет умалить Для обстоятельств чрезвычайных Иль увеличить весь масштаб. Мозги не лопнули случайно? Тут скоро станет не до баб!
* * *
Тема третья. Черные дыры, исчезновение информации в черной дыре, излучение Хокинга. Производят ли черные дыры тепловое излучение, как это предсказывает теория? Содержит ли это излучение информацию об их внутренней структуре, как это предполагает дуальность "тяготение-калибровочная инвариантность", или нет, как следует из оригинального расчета Хокинга? Если нет, и черные дыры могут непрерывно испаряться, то чтó происходит с информацией, хранящейся в них (квантовая теория не предусматривает уничтожение информации)? Или излучение в какой-то момент остановится, когда от черной дыры мало что останется? Есть ли какой-либо другой способ исследования их внутренней структуры, если такая структура вообще существует?
"Ты же теперь напряги свой слух и свой ум прозорливый Освободи от забот, достоверному внемля ученью..." Тит Лукреций Кар. "О природе вещей". Пер. Ф. Петровского.
Вот перед нами тема третья. Она не менее сложна, Чем предыдущие, поверьте! Ведь целиком посвящена Всем черным дырам пресловутым, Каких Вселенная полна.
Я здесь воспользуюсь минутой И каверзный вопрос задам, Да не на ветер, не кому-то,
А прямо в лоб и прямо вам, Мужам ученым с бородою, Науки строящим вигвам:
Как излученье тепловое Способно все преодолеть, Расстаться с черною дырою, И к нам сквозь космос долететь, Всю информацию при этом Куда-то умудрившись деть?
Да неужели же поэтам Пристало думать о таком? Пусть, черных дыр теплом согрета,
Где информации битком, Инвариантная дуальность Вослед за Хокингом гуськом,
Что проявил оригинальность, Наполовину испарясь, Не побоюсь сказать, в сакральность,
Идет себе, благословясь! А быстрых разумом Невтонов, Сей черной бездны не боясь,
Зову без воплей и без стонов До самого проникнуть дна, И, коль присутствует она, Исследовать структуру оной,
Чтоб мордой не ударить в грязь!
* * *
Тема четвертая. Дополнительные измерения Существуют ли в природе дополнительные измерения пространства-времени, кроме известных нам четырёх? Если да, то каково их количество? Является ли размерность фундаментальным свойством Вселенной или она является результатом других физических законов? Можем ли мы экспериментально «наблюдать» высшие пространственные измерения?
"Тут одного я боюсь: чтобы как-нибудь ты не подумал, Что приобщаешься мной к нечестивым ученьям"
Тит Лукреций Кар. "О природе вещей". Пер. Ф. Петровского.
Вот, наконец, вопрос вопросов! Он уж немало долгих лет Терзает разумы колоссов,
Пытающихся дать ответ, В чем геометрия Вселенной? Допизмеренья – есть иль нет, Помимо тех, что в жизни бренной Четыре назовет любой Глубинки житель удаленной?
Они знакомы нам с тобой, О, мой читатель терпеливый! Наука, будучи рабой
Лишь точных фактов, справедливо Провозглашает три из них. Мы все согласны молчаливо,
Что неразрывный сей "триптих" – Есть измерения пространства. Мой бледный недостойный стих,
Страдающий непостоянством, Пролить, увы, не в силах свет. Прошу простить мне дилетантство.
Есть измеренья или нет, Для нас останется загадкой, Залогом будущих побед Научной мысли. Для порядка Хотелось бы упомянуть, Чтоб тему выпить без остатка,
Последний нам доступный путь. И здесь не может быть двух мнений: Теченье времени – вот суть
Четвертое из измерений! Его объять нам не дано, Ну, если только ты не гений.
Фундаментально ли оно? Вот в этом наших смысл сомнений! Иль навсегда обречено
Быть безразмерным, словно тени? Иных законов результат Для многих, многих поколений!
Да! Время не вернуть назад! Сей аксиомы в подтвержденье
Написан не один трактат! Но есть ли путь проникновенья В тот высших измерений ад?!
* * * |