Hozirgi kunda nazariy fizikaning asosiy vazifalaridan biri yuqoriroq oʻlchamlar bormi degan savolga javob topishdir. Kosmos haqiqatan ham faqat uzunlik, kenglik va balandlikdan iboratmi yoki bu shunchaki inson idrokining cheklanishimi? Ming yillar davomida olimlar ko'p o'lchovli makonning mavjudligi g'oyasini qat'iyan rad etishdi. Biroq, ilmiy-texnik inqilob juda ko'p o'zgardi va bugungi kunda fan yuqori o'lchamlar masalasida unchalik qat'iy emas.
"Ko'p o'lchovli fazo" tushunchasining mohiyati nimada?
Inson uch o'lchovdan iborat dunyoda yashaydi. Har qanday ob'ektning koordinatalari uchta qiymatda ifodalanishi mumkin. Va ba'zida ikkitasi - Yer yuzasida nima borligi haqida gap ketganda.
Uzunlik, kenglik va balandlikdan yerdagi jismlarni ham, osmon jismlarini ham - sayyoralar, yulduzlar va galaktikalarni tasvirlash uchun foydalanish mumkin. Ular mikrokosmosda yashovchi narsalar - molekulalar, atomlar va elementar uchun ham etarlizarralar. To'rtinchi o'lchov vaqt hisoblanadi.
Koʻp oʻlchovli fazoda kamida besh oʻlchov boʻlishi kerak. Zamonaviy nazariy fizika turli oʻlchamli – 26 gacha boʻlgan fazolar uchun koʻplab nazariyalarni ishlab chiqdi. Cheksiz oʻlchamli fazoni tavsiflovchi nazariya ham mavjud.
Evkliddan Eynshteyngacha
Antik davr, o'rta asrlar va yangi davr fizik va matematiklari yuqori o'lchamlarning mavjudligini qat'iyan rad etishgan. Ba'zi matematiklar hatto uch parametr bilan bo'shliqni cheklash uchun asoslarni ham chiqarib tashlashdi. Evklid geometriyasi faqat uchta o'lchovni qabul qilgan.
Umumiy nisbiylik nazariyasi paydo boʻlishidan oldin olimlar odatda koʻp oʻlchovli fazoni oʻrganish va nazariyalarni ilgari surish uchun noloyiq mavzu deb hisoblashgan. Albert Eynshteyn uch o'lchovni to'rtinchi bilan birlashtirgan fazo-vaqt tushunchalarini shakllantirganida, bu masalada vaqt, ishonch darhol yo'qoldi.
Nisbiylik nazariyasi vaqt va makon alohida va mustaqil narsalar emasligini isbotlaydi. Misol uchun, agar kosmonavtlar uzoq vaqt davomida yuqori tezlikda harakatlanadigan kemaga o'tirsa, u holda Yerga qaytib kelganida ular tengdoshlaridan yoshroq bo'ladilar. Sababi, ular uchun Yerdagi odamlarnikiga qaraganda kamroq vaqt o'tadi.
Kaluza-Klein nazariyasi
1921 yilda nemis matematigi Teodor Kaluza nisbiylik nazariyasi tenglamalaridan foydalanib, shunday nazariyani yaratdi.birinchi marta tortishish va elektromagnetizmni birlashtirgan. Bu nazariyaga ko'ra, fazo besh o'lchovga ega (shu jumladan vaqt).
1926 yilda shved fizigi Oskar Klein Kaluza tomonidan tasvirlangan beshinchi o'lchovning ko'rinmasligini asoslab berdi. Bu yuqori o'lchamlarning Plank qiymati deb ataladigan va 10-35 bo'lgan juda kichik qiymatga siqilganligidan iborat edi. Keyinchalik, bu ko'p o'lchovli fazoning boshqa nazariyalariga asos bo'ldi.
String nazariyasi
Nazariy fizikaning ushbu sohasi hozirgacha eng istiqbolli hisoblanadi. String nazariyasi fiziklarning umumiy nisbiylik nazariyasi paydo bo'lganidan beri izlayotgan narsa ekanligini da'vo qilmoqda. Bu hamma narsaning nazariyasi.
Gap shundaki, ikkita asosiy fizik tamoyil - nisbiylik nazariyasi va kvant mexanikasi - bir-biri bilan hal qilib bo'lmaydigan ziddiyatda. Hamma narsa nazariyasi bu paradoksni tushuntira oladigan faraziy tushunchadir. O'z navbatida, torlar nazariyasi bu rolga ko'proq mos keladi.
Uning mohiyati shundaki, dunyo tuzilishining subatomik darajasida zarrachalar oddiy torlarning tebranishiga o'xshash tebranadi, masalan, skripka. Bu nazariya o'z nomini olgan. Bundan tashqari, bu iplarning o'lchamlari juda kichik va Plank uzunligi atrofida o'zgarib turadi - xuddi Kaluza-Klein nazariyasida paydo bo'lgan. Agar atom galaktika o'lchamiga qadar kattalashtirilsa, u holda ip faqat kattalar daraxti hajmiga etadi. String nazariyasi faqat ko'p o'lchovli fazoda ishlaydi. Va bir nechtasi borversiyalari. Ba'zilari uchun 10 o'lchovli, boshqalari esa 26 o'lchovli bo'shliqni talab qiladi.
Stringlar nazariyasi paydo boʻlgan vaqtda fiziklar tomonidan katta shubha bilan qabul qilingan. Ammo bugungi kunda u eng mashhur bo'lib, uning rivojlanishi bilan ko'plab nazariy fiziklar shug'ullanadi. Biroq, nazariya qoidalarini eksperimental tarzda isbotlash hali mumkin emas.
Hilbert fazosi
Yuqori oʻlchamlarni tavsiflovchi yana bir nazariya bu Gilbert fazosidir. Buni nemis matematigi Devid Hilbert integral tenglamalar nazariyasi ustida ishlayotganda tasvirlab bergan.
Gilbert fazosi - Evklid fazosining cheksiz oʻlchamdagi xususiyatlarini tavsiflovchi matematik nazariya. Ya'ni, u cheksiz o'lchamli ko'p o'lchovli fazodir.
Ilmiy fantastikadagi giperfazo
Koʻp oʻlchovli fazo gʻoyasi natijasida koʻplab ilmiy-fantastik syujetlar paydo boʻldi - ham adabiy, ham kino.
Shunday qilib, Den Simmonsning "Giperion qo'shiqlari" tetralogiyasida insoniyat ob'ektlarni uzoq masofalarga bir zumda uzatishga qodir bo'lgan giperfazoviy null-portallar tarmog'idan foydalanadi. Robert Xaynlaynning "Yulduzli kema askarlari" askarida askarlar sayohat qilish uchun giperkosmosdan ham foydalanadilar.
Giperkosmosga parvoz qilish gʻoyasi koʻplab kosmik opera filmlarida, jumladan mashhur "Yulduzli urushlar" dostoni va "Bobil 5" serialida qoʻllanilgan.
"Yulduzlararo" filmining syujeti deyarli butunlay g'oyaga bog'liq.yuqori o'lchamlar. Mustamlaka qilish uchun mos sayyorani qidirib, qahramonlar kosmosda qurt teshiklari - boshqa tizimga olib boradigan giperkosmik tunnel orqali sayohat qilishadi. Va oxiriga kelib, bosh qahramon ko'p o'lchovli kosmos olamiga kiradi, uning yordamida u ma'lumotni o'tmishga o'tkazishga muvaffaq bo'ladi. Filmda Eynshteyn tomonidan chiqarilgan fazo va vaqt o‘rtasidagi bog‘liqlik ham aniq ko‘rsatilgan: astronavtlar uchun vaqt Yerdagi qahramonlarga qaraganda sekinroq o‘tadi.
"Kub 2: Giperkub" filmida qahramonlar o'zlarini tesserakt ichida topadilar. Shunday qilib, yuqori o'lchamlar nazariyasida ko'p o'lchovli kub deb ataladi. Chiqish yo'lini qidirib, ular o'zlarini parallel olamlarda topadilar va u erda o'zlarining muqobil versiyalari bilan uchrashadilar.
Ko'p o'lchovli makon g'oyasi hali ham fantastik va isbotlanmagan. Biroq, bugungi kunda bu bir necha o'n yillar oldingiga qaraganda ancha yaqinroq va haqiqiyroq. Kelgusi asrda olimlar yuqori o'lchamlarda harakat qilish va shuning uchun parallel olamlarda sayohat qilish yo'lini topishlari mumkin. Ungacha odamlar bu mavzu haqida juda ko‘p xayol surib, ajoyib hikoyalar o‘ylab topishadi.
