Расслоение пространства-времени

Mar 02, 2006 21:02


Если говорить честно, мы хотим не только узнать, как устроена природа, но и по возможности достичь цели утопической и дерзкой на вид - понять, почему природа является именно такой...
Альберт Энштейн

Читаю одну жуткую книжку, описывающую современное состояние теоретической физики - да, со времен классической теории относительности мы существенно продвинулись.

...наша вселенная...не просто 4-х мерный континуум Эйнштейна-Минковского, а 4-мерная искривленная и расслоенная геометрия пространства-времени. Векторные поля, переносящие взаимодействия, как раз и описывают это расслоение.
Искривленная - да, геометрия пространства определяет физику пространства, а вот что значит расслоенная?

Например, для гравитации можно придумать такую картинку: вселенная - это, допустим, кусок натянутой простыни. Изначально натянутой ровно и никаких движений не порождающий. Но если мы опускаем на этот кусок тяжелый шар, то простыня прогибается и получается ямка. Теперь, если мы что-то еще опустим на нашу поверхность, например, маленький мячик, он сползет в ямку на простыне. Для существ, живущих на простыне и воспринимающих ее как самостоятельное пространство, не осознающих его искривления, это будет выглядеть как "маленький мячик притянулся большим шариком". Похоже, нечто похожее представляет собой и наша гравитация, только на большем числе измерений.

Казалось бы, на нашей простыне большой шарик падает вниз, так как есть Земля, которая его притягивает. Получается, что гравитация маленького шарика - это лишь траектория его движения к большому (по простыне), но не сам принцип движения, так как принцип обеспечивается наличием Земли снизу, а не кривым состоянием простыни. Кривое состояние простыни обеспечивает только конкретную траекторию.
На этот вопрос нет конечного ответа: модель описывает только качественное поведение, а не является полной принципиальной аналогией. В теории относительности установлено, что геометрия пространства меняется с наличием массы, что и обеспечивает гравитацию, и все. Почему, остается за кадром. То есть то ли Солнце - это такой большой шар на нашей 4-х мерной простыне, который притягивается еще большим шаром, находящимся за пределами нашей простыни, то ли никаких других шаров нет, а есть базовое свойство массы: менять геометрию пространства. Вопрос был открыт на протяжении XX века...

И, похоже, именно сюда метят авторы:
В целом слоистая структура представляет собой суперпозицию различных состояний квантовых силовых полей и непрерывно переходящих друг в друга. Такие переходы сопровождаются возникновением мощных флуктуаций, сильно скоррелированных друг с другом...
То есть слоистая структура (гравитация - это векторное поле на данной слоистой структуре) - это фейерверк флуктуаций... чего?... по-видимому, самого континуума, пространства-времени. Эти структуры образуют физический вакуум, базовую субстанцию нашего понимания. Более сложные структуры (вакуумные конденсаты) образуют элементарные частицы, из которых, собственно, и строится вселенная.

Выходит, вакуум - это не Ничто (или то самое "всепорождающее Ничто"), это сложноорганизующаяся среда, которая материализует "дрожание" слоеного континуума. Ничего себе расслоение... :)

Аналогия: возьмем пучок белого света. Теперь будем мыслить его как наложенные пучки всех цветов радуги (мысленно расслоим белый) - но все остаются в одном пространстве. Теперь представим, что эти под-пучки начинают "дрожать" - в хаосе это будет все тот же белый, вакуум.
Но на них в процессе дрожания могут возникнуть устойчивые образования (всплески), которые побегут по пучку. Это аналог материальной элементарной частицы. Кстати, решается корпускулярно-волновой дуализм: и волна (т.к. выплеск потока), и частица (т.к. устойчива). И понятно, почему частица остановится не может: остановка для такого выплеска - это разрушение, сразу не-частица.
Устойчивое соединение выплесков разных под-цветов - разные частицы, разные свойства.

Выходит, материя - это дрожание вакуума! :)

математика

Previous post Next post
Up