Багатовимірне простір: поняття, суть, теорія

Теорія Калуци-Клейна

У 1921 році німецький математик Теодор Калуца з допомогою рівняння теорії відносності створив теорію, яка вперше об’єднала гравітацію та електромагнетизм. Згідно цієї теорії, простір має п’ять вимірів (в тому числі час).

У 1926 році шведський фізик Оскар Клейн вивів обґрунтування невидимості п’ятого виміру, описане Калуцой. Воно полягало в тому, що вищі виміри стиснуті до неймовірно малої величини, яка називається планковскої і становить 10-35. Згодом це лягло в основу інших теорій багатовимірного простору.

Теорія струн

Це напрям теоретичної фізики на сьогоднішній день найбільш перспективний. Теорія струн претендує на звання того, що фізики шукають з самого появи загальної теорії відносності. Це так звана теорія всього.

Справа в тому, що два фундаментальних фізичних принципу – теорія відносності і квантова механіка – перебувають у нерозв’язні суперечності один з одним. Теорія всього – гіпотетична концепція, яка змогла б пояснити цей парадокс. У свою чергу, теорія струн більше інших підходить на цю роль.

Суть її в тому, що на субатомному рівні будови світу відбувається коливання частинок, схоже на коливання звичайних струн, наприклад, скрипки. Звідси теорія і отримала свою назву. Причому розміри цих струн надзвичайно малі і коливаються в районі планковскої довжини – тієї самої, що фігурує в теорії Калуци-Клейна. Якщо збільшити атом до розмірів галактики, то струна досягне лише розмірів дорослого дерева. Теорія струн працює лише в багатовимірному просторі. Причому існує кілька версій. Одні вимагають 10-вимірного, а інші – 26-вимірного простору.

На момент свого виникнення теорія струн сприймалася фізиками з великим скептицизмом. Але сьогодні вона є найбільш популярною, і її розробкою займаються багато фізики-теоретики. Однак довести положення теорії експериментально поки що не представляється можливим.