Предисловие
В институтском курсе высшей математики у нас был раздел "Операторное исчисление". На меня тогда произвело впечатление то, что применив определенный оператор к множеству(оригинал), можно получить другое строго опред. множество(образ). Н.п., маленький (ну очень маленький) кружок отображается на всю бесконечную плоскость за окружностью применением обратного оператора, который я называю "ИНВЕРСИЯ" (как он у математиков называется, не знаю). Т.е., если окружность единичного радиуса, то на прямой, проведенной из центра круга, каждой точке радиуса r за кругом соотв-т точка 1/r внутри. Графически оператор можно изобразить экспонентой, проходящей через 1. Правая полож. ветвь стремится к бесконечности, а левая отрицательная к 0.
Теперь сама тема
Совр. физика дает описание, как эволюционировала Вселенная из кварков до наблюдаемых галактик начиная со времени порядка 10^-34 сек. А из чего состоят кварки, и что было до 10^-34 сек - "это науке неизвестно". Кварки для сегодняшней физики - это предел исследований. Дальше возможны только чисто математические извраты. Теория струн и является такой чисто умозрительной теорией, сводящей воедино макро- и микромир.
Еще с первых лет после создания ОТО Эйнштейном было установлено, что свести воедино гравитацию и электромагнетизм, создать единую теорию поля, можно через введение дополнительных измерений к существующим четырем (пр-во и время). Но сколько их?
Наша Вселенная, как это принято Эйнштейном в его уравнении и установлено астрономами, риманова, т.е., с положительной кривизной, описываемой тензором Риччи, а не плоская. Поскольку основным законам сохранения в физике сопоставляется соответствующие симметрии, то выяснилось, что лучшим результатом из соображения симметрии и обращения тензора Риччи в ноль, является шестимерное пространство, носящее имя Калаби-Яу, представляющее собой комплексную функцию.
Теория струн предполагает, что материальной единицей пр-ва является струна и оперирует она в 10-мерном пр-ве, в котором к четырем видимым добавлено шесть измерений Калаби-Яу, которые свернуты в каждой точке пр-ва, поэтому проявляются только когда мы переходим планковскую длину (это 10 в минус хз какой степени метра). Кварки и лептоны, из которых мы состоим, представляют собой частоты и резонансы этих струн. Гравитация - это тоже одна из мод этих струн. Поскольку в этой теории появились некоторые нестыковки, то одномерные струны заменили двумерными мембранами, обволакивающими каждую точку пространства Калаби-Яу, и общее кол-во измерений стало не 10, а 11.
До сегодняшнего дня пределом физики являются ОТО и квантовая механика(КМ), исключительно точно описывающие макро- и микромир по отдельности. Объединение ОТО и КМ требуется для объяснении черных дыр и Большого взрыва - рождении (БВ) и смерти (черная дыра).
Черная дыра по одному из объяснений теории струн - это элементарная частица, точнее, это две стороны одной монеты. И у той и у другой из характеристик только масса, заряд и спин. Считается, что в черной дыре первоначальная информация теряется. А размер не имеет значения.
Теория струн предполагает, что черные дыры не сжимаются в точку сингулярности (абстрактную с бесконечной плотностью материи), а доходит только до характерного размера планковской длины, далее разрыв пространства - конифолдный переход к другой топологии.
При объяснении Большого Взрыва ученые как бы крутят пленку в обратном направлении, нынешнее принимая приблиз. за т.15 млрд лет. Стандартная модель затыкается дойдя до времени 10^ -34 сек., когда началось разделение трех из 4-х взаимодействий, кроме гравитационного.
Теория струн легко преодолевает этот затык, утверждая, что дойдя до радиуса, соответствующего времени 10 в минус 43 степени Вселенная дальше не сжималась в точку (сингулярность), а масса начинала УМЕНЬШАТЬСЯ вплоть до 0 в момент БВ. Но как такое может быть?
Двинувшись от планковского времени к нулю, теория струн обнаружила, что энергетически точки на радиусе r и 1/r, считая от планковской длины, эквивалентны. Это происходит из-за того, что струны колеблются двумя способами: как целое и точками. Эти способы называются топологическим и циклическим вкладами. Циклический вклад и характеризуется намоткой струн-мембран вокруг какого-то измерения. У гравитации основной вклад в энергию - топологический, у струн - циклический. Т.о., огромная масса переходит в огромное натяжение струн.
И тут возвращаемся к нашему предисловию. Получается, что физики теории струн просто применили оператор инверсии, а вся теория струн - чисто математическая конструкция, примененная к нашему миру просто по той причине, что очень красивые решения уравнений получаются, ну, не должна природа пропустить такую возможность по соображениям экономии.
Логичен вопрос: почему из 9 пространственных измерений образовался наш 3-мерный мир. Теория струн объясняет это так. В обернутых струнами пространствах, может случиться так, что какая-то поверхность обернута с двух сторон противоположно закрученными струнами. Образовавшаяся струна неспособна стягивать поверхность и та начинает неограниченно расширяться, а на пространствах высших измерений вероятность встречи струны и антиструны практически 0. Наше 3-мерное пр-во представляет собой сотканную из струн ткань, искривляющуюся под действием масс, фактически 3-мерную струну-мембрану. На днях прошло сообщение, что наконец зарегистрированы колебания этой ткани, которые учтены еще Эйнштейном в его уравнении (константой с (скорость света), но это еще проверять надо, угадал ли Эйнштейн со скоростью гравитационных волн).
Вы спросите: но куда девается вся масса нынешней Вселенной при Большом Коллапсе при переходе планковской длины. Вот в эту свертку, это натяжение струн и уходят. Ведь массы - это частоты струн: по формуле Планка частота эквивалентна энергии, а по формуле Эйнштейна энергия эквивалентна массе.
Далее мои догадки
Свернутая струна может интерпретироваться как ИНФОРМАЦИЯ. Но к ней должен быть КЛЮЧ, т.е. алгоритм, какой громкости должен быть си-бемоль. Да на самих же струнах она и записывается, т.е., есть два рода струн - СЛОВО и ДЕЛО. Вот на днях сообщили, что полностью готов проект Керченского моста и он состоит из 500 тыс. томов. Но ведь всю эту информацию можно хранить и на карте памяти размером с ноготь. А ведь этот образ полностью эквивалентен оригиналу, если затратить необходимую энергию. Но можно подобно Моисею высечь на каменных скрижалях и занимать будет информация не комнату, а весь мост. В теории струн есть термин "инфляция", который говорит, что расширение происходило по экспоненциальному закону, а потом замедлилось, она объясняет противоречия, если, как было в начале после открытия расширения, допустить линейный или степенной характер расширения Вселенной. Но глядя на ракушки, стволы и листья деревьев, у меня есть подозрение, что по ряду Фиббоначчи 1,1,2,3,5,8,13... идет развертывание Вселенной. Т.е. по мере расширения - разворачивания образа - струны как-то объединялись с предыдущим агломератом, а не со всем массивом.
"Что же за всем этим будет?" - "А будет дыра". Черная
Послесловие
Уже давно я называю Пифагора человеком, который принес наибольшую пользу человечества.
1.Про значение его теоремы понятно. Сейчас геометрия стала важнейшей наукой, важнее даже физики.
2. Физика покоится на законах симметрии, а о важности симметрии первый заявил Пифагор, считая идеальными фигурами круг и шар.
3. Изобрел 12-ступенный музыкальный строй и связал его со строением Вселенной - "музыка сфер". Подтверждено орбитами планет и электронов
А самой глубокой его догадкой, которая меня поразила еще на уроках физики в школе, что в отличии от своих современников, он заявил, что всё состоит из чисел, что всем правит число.
А что это, как не информация? Вода, воздух, земля и огонь - это просто агрегатные состояния одного и того же вещества.
Т.о., материя и идея - это оригинал и изображение, результат оператора инверсии. Этим оператором оперирует и мозг, являющийся библиотекой образов
