Гиперпространство: Научная одиссея через параллельные миры, дыры во времени и десятое измерение - Митио Каку

Всю эту совокупность математических теорем в настоящее время можно применить к проблеме семейств в теориях Великого объединения. Если теория струн верна, тогда каждое семейство теорий Великого объединения должно быть отражением какого-то колебания на орбиобразии. Поскольку математиками систематизированы различные виды колебаний, физикам остается лишь заглянуть в литературу по математике, чтобы выяснить, сколько существует идентичных семейств! Таким образом, источник проблемы семейств – топология. Если теория струн верна, происхождение трех дублирующих друг друга семейств частиц в теориях Великого объединения удастся понять лишь после того, как мы охватим сознанием десять измерений.

Как только мы свернем ненужные измерения в крохотный шарик, то получим возможность сравнить теорию с экспериментальными данными. К примеру, наименьшее возбуждение струны соответствует замкнутой струне с очень малым радиусом. Частицы, участвующие в колебании малой замкнутой струны, – те же самые, которые фигурируют в теории супергравитации. Таким образом, мы получаем все хорошие результаты супергравитации, не отягощенные плохими результатами. Симметричная группа новой супергравитации – Е (8) × Е (8), значительно превосходящая симметрию Стандартной модели и даже теорий Великого объединения. Следовательно, в теорию суперструн входят и теории Великого объединения, и теория супергравитации (без самых досадных недостатков и той и другой). Вместо того чтобы уничтожать соперников, теория суперструн просто поглощает их.

Проблема с орбиобразиями заключается в том, что таковых можно построить сотни тысяч. Это изобилие ошеломляет нас! В принципе, каждое из них описывает гармоничную вселенную. Но как определить, какая из вселенных та, что нам нужна? Среди тысяч решений мы находим немало таких, которые предсказывают именно три поколения или семейства кварков и лептонов. Кроме того, мы можем прогнозировать тысячи решений, в которых таких поколений окажется гораздо больше трех. Таким образом, если в теориях Великого объединения три поколения считаются избыточными, то во многих решениях для теории струн трех поколений явно недостаточно!

92

Дэвид Гросс, интервью. См.: «Суперструны: Теория всего?», под ред. Пола Дэвиса и Джулиана Брауна (Paul Davies and J. Brown, ed., Superstrings: A Theory of Everything? Cambridge: Cambridge University Press, 1988), с. 142–143.

93

Дэвид Гросс, интервью. См.: «Суперструны: Теория всего?», под ред. Пола Дэвиса и Джулиана Брауна (Paul Davies and J. Brown, ed., Superstrings: A Theory of Everything? Cambridge: Cambridge University Press, 1988), с. 142–143.

94

Точнее, исключающий принцип Паули гласит, что два электрона не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии с одинаковыми квантовыми числами. Это означает, что белый карлик можно упрощенно рассматривать как море Ферми или облако электронов, подчиняющихся принципу Паули.

Так как электроны не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии, результирующая сила отталкивания не дает им сжаться в точку. Если речь идет о белом карлике, то эта отталкивающая сила в конечном счете противодействует силе гравитации.

Та же логика применима к нейтронам в нейтронной звезде, так как они тоже подчиняются исключающему принципу Паули, хотя вычисления в данном случае сложнее из-за других ядерных и общих релятивистских воздействий.

95

Процитировано в: Хайнц Пейджелс «Идеальная симметрия: Поиски начала времен» (Heinz Pagels, Perfect Symmetry: The Search for the Beginning of Time, New York: Bantam, 1985), с. 57.

96

Процитировано в: Энтони Зи «Пугающая симметрия» (Anthony Zee, Fearful Symmetry, New York: Macmillan, 1986), с. 68.

97

Курт Гёдель «Пример нового типа космологических решений уравнений гравитационного поля Эйнштейна» (K. Godel, An Example of a New Type of Cosmological Solution of Einstein's Field Equations of Gravitation, Reviews of Modern Physics 21, 1949), с. 447.

98

Фрэнк Типлер «Нарушение причинно-следственной связи в асимптотически плоском пространстве-времени» (F. Tipler, Causality Violation in Asymptotically Flat Space-Times, Physical Review Letters 37m 1976), с. 979.

99

Майкл Моррис, Кип Торн и Ульви Юртсевер «Червоточины, машины времени и слабое энергетическое условие» (M. S. Morris, K. S. Thorne, and U. Yurtsever, Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition, Physical Review Letters 61, 1988), с. 1446.

100

Майкл Моррис, Кип Торн «Червоточины в пространстве-времени и их применение для межзвездных путешествий: Инструмент для преподавания общей теории относительности» (M. S. Morris, K. S. Thorne, Wormholes in Spacetime and Their Use for Interstellar Travel: A Tool for Teaching General Relativity, American Journal of Physics 56, 1988), с. 411.

101

Фернандо Эчеверрия, Гуннар Клинкхаммер и Кип С. Торн «Биллиардные шары в пространстве-времени червоточин с замкнутыми временеподобными кривыми: Классическая теория» (Fernando Echeverria, Gunnar Klinkhammer and Kip S. Thorne, Billiard Balls in Wormhole Spacetimes with Closed Timelike Curves: Classical Theory, Physical Review D 44, 1991), с. 1079.

102

Майкл Моррис, Кип Торн и Ульви Юртсевер «Червоточины», с. 1447.

103

Стивен Вайнберг «Проблема космологической константы» (Steven Weinberg, The Cosmological Constant Problem, Review of Modern Physics 61, 1989), с. 6.

104

Хайнц Пейджелс «Идеальная симметрия: Поиски начала времен» (Heinz Pagels, Perfect Symmetry: The Search for the Beginning of Time, New York: Bantam, 1985), с. 377.

105

Хайнц Пейджелс «Идеальная симметрия: Поиски начала времен» (Heinz Pagels, Perfect Symmetry: The Search for the Beginning of Time, New York: Bantam, 1985), с. 378.

106

Процитировано в: Алан Лайтмен и Роберта Брауэр «Истоки: Жизнь и миры современных космологов» (Alan Lightman, Roberta Brawer, Origins: The Lives and World of Modern Cosmologists, Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1990), с. 479.

107

Ричард Фейнман, интервью. См.: «Суперструны: Теория всего?», под ред. Пола Дэвиса и Джулиана Брауна (Paul Davies and J. Brown, ed., Superstrings: A Theory of Everything? Cambridge: Cambridge University Press, 1988), с. 196.

108

Вайнберг «Проблема космологической константы», с. 7.

109

Процитировано в: Коул «Ответные вибрации: Размышления о физике как образе жизни» (K. C. Cole, Sympathetic Vibrations: Reflections on Physics as a Way of Life, New York: Bantam, 1985), с. 204.

110

Процитировано в: Джон Гриббен «В поисках кота Шрёдингера» (John Gribben, In Search of Schrodinger's Cat, New York: Bantam, 1984), с. vi.

111

Процитировано в: Хайнц Пейджелс «Космический код» (Heinz Pagels, The Cosmic Code, New York: Bantam, 1982), с. 113.

112

Процитировано в: Эдвард Харрисон «Маски Вселенной» (E. Harrison, Masks of the Universe, New York: Macmillan, 1985), с. 246.

113

Фрэнк Вильчек и Бетси Дивайн «Стремление к гармонии» (F. Wilczek and B. Devine, Longing for the Harmonies, New York: Norton, 1988), с. 129.

114

Пейджелс «Космический код», с. 155.

115

Процитировано в: Дэвид Фридман «Параллельные вселенные: Новая реальность от самого эксцентричного гарвардского физика» (David Freedman, Parallel Universes: The New Reality – From Harvard's Wildest Physicist, Discover Magazine, July 1990), с. 52.

116

Процитировано в: Дэвид Фридман «Параллельные вселенные: Новая реальность от самого эксцентричного гарвардского физика» (David Freedman, Parallel Universes: The New Reality – From Harvard's Wildest Physicist, Discover Magazine, July 1990), с. 48.

117

Процитировано в: Дэвид Фридман «Параллельные вселенные: Новая реальность от самого эксцентричного гарвардского физика» (David Freedman, Parallel Universes: The New Reality – From Harvard's Wildest Physicist, Discover Magazine, July 1990), с. 49.

118

Процитировано в: Дэвид Фридман «Параллельные вселенные: Новая реальность от самого эксцентричного гарвардского физика» (David Freedman, Parallel Universes: The New Reality – From Harvard's Wildest Physicist, Discover Magazine, July 1990), с. 51.

119

Процитировано в: Дэвид Фридман «Параллельные вселенные: Новая реальность от самого эксцентричного гарвардского физика» (David Freedman, Parallel Universes: The New Reality – From Harvard's Wildest Physicist, Discover Magazine, July 1990), с. 48.

120

Пол Дэвис «Суперсила: Поиски теорий Великого объединения природы» (Paul Davies, Superforce: The Search of a Grand Unified Theory of Nature, New York: Simon and Schuster, 1984), с. 168.

121

Фримен Дайсон «Растревоженная Вселенная» (Freeman Dyson, Disturbing the Universe, New York: Harper&Row, 1979), с. 76.

122

Фримен Дайсон «Бесконечность во всех направлениях» (Freeman Dyson, Infinite in All Directions, New York: Harper&Row, 1988), с. 196–197.

123

Дайсон «Растревоженная Вселенная», с. 212.

124

Карл Саган «Космос» (Carl Sagan, Cosmos, New York: Random House, 1980), с. 306–307.

125

В сущности, миллионы лет назад самоуничтожение было еще более простым процессом. Основная проблема, встающая перед любым видом существ, занятых изготовлением атомной бомбы, – отделение урана-235 от его более распространенного двойника, урана-238, который не в состоянии поддерживать цепную реакцию. Однако уран-235 составляет всего 0,3 % от встречающегося в природе урана. Для поддержания нарастающей цепной реакции необходим уровень обогащенности как минимум 20 %. Уран, предназначенный для изготовления оружия, должен иметь обогащенность не менее 90 %. (По этой причине урановые рудники не страдают от спонтанных ядерных взрывов. Дело в том, что природный уран в урановых шахтах обогащен всего на 0,3 %, в нем довольно низка концентрация урана-235, в итоге он не поддерживает нарастающую ядерную цепную реакцию.)