Julian
"Моя креативность просыпается на четырнадцатом часу бодрствования. Довольно неудобно".
Косми́ческая струна́ — гипотетический реликтовый астрономический объект, представляющий собой одномерную складку пространства-времени. Струны иногда описываются одномерными топологическими дефектами пространства-времени конического типа
Космические струны могут, в частности, являться одним из следствий теории струн
Существование «космических струн» было впервые предсказано британским физиком Томасом Кибблом в 1976 году, а их теория была развита советским астрофизиком Яковом Зельдовичем к 1981 году.
Диаметр космических струн значительно меньше размеров атомных ядер (порядка 10−29 сантиметра), длина — как минимум десятки парсек, а удельная масса — порядка 1022 грамм на сантиметр, то есть всего лишь километр струны имеет массу Земли, и это означает, что струны обладают высокой плотностью.
Из теории следует, что космические струны возникли вскоре после Большого взрыва и были либо замкнутыми, либо бесконечными. Струны изгибаются, перехлёстываются и рвутся. Оборванные концы струн тут же соединяются, образуя замкнутые куски. И сами струны, и их отдельные фрагменты летят сквозь Вселенную со скоростью, близкой к скорости света.
Увидеть космическую струну, разумеется, невозможно, но она, как любой очень массивный объект создаёт «гравитационную линзу»: свет от источников, находящихся за ней, должен её огибать.
В 2003—2005 гг. в прессе появился ряд публикаций, согласно которым изображение галактики CSL-1, находящейся на расстоянии 6-7 миллиардов световых лет, может быть интерпретировано как факт открытия космической струны. В более поздних работах существование струны в окрестности CSL-1 отрицается. Остаётся, однако, открытой возможность[7], что речь идёт всё же о струне, но несколько более экзотического вида.
В октябре 2010 года появились сообщения о новых косвенных доказательствах существования космических струн, основанных на наблюдении за квазарами.




Коротко о теории струн
Теория относительности представляет Вселенную «плоской», но квантовая механика утверждает, что на микроуровне происходит бесконечное движение, искривляющее пространство. Теория струн объединяет эти идеи и представляет микрочастицы как следствие объединения тончайших одномерных струн, которые будут иметь вид точечных микрочастиц, следовательно, не могут наблюдаться экспериментально.
Самая обыкновенная профанация…
Данная гипотеза позволяет представить элементарные частицы, составляющие атом из ультрамикроскопических волокон, называемых струнами.
Все свойства элементарных частиц объясняются резонансным колебанием волокон, их образующих. Эти волокна могут совершать бесконечное множество вариантов вибраций. Данная теория предполагает объединение идей квантовой механики и теории относительности. Но из-за наличия множества проблем в подтверждении мыслей заложенных в ее основе большая часть современных ученых считают, что предложенные идеи не более чем самая обыкновенная профанация или другими словами — теория струн для чайников, то есть для людей, которые совершенно не разбираются в науке и строении окружающего мира.
Свойства ультрамикроскопических волокон
Чтобы понять их суть, можно представить струны музыкальных инструментов – они могут вибрировать, изгибаться, сворачиваться. Тоже происходит и с этими нитями, которые издавая определенные вибрации, взаимодействуют друг с другом, сворачиваются в петли и образуют более крупные частицы (электроны, кварки), масса которых зависит от частоты вибрации волокон и их натянутости – эти показатели определяют энергию струн. Чем больше излучаемая энергия, тем выше масса элементарной частицы.Инфляционная теория и струны

Согласно инфляционной гипотезе, Вселенная была создана благодаря расширению микро пространства, размером в струну (длина Планка). По мере увеличения этой области растягивались и так называемые ультрамикроскопические волокна, теперь их длина соизмерима с размерами Вселенной. Они точно так же взаимодействуют между собой и производят те же вибрации и колебания. Выглядит это как производимый ими эффект гравитационных линз, искажающих лучи света дальних галактик. А продольные колебания порождают гравитационное излучение.Математическая несостоятельность и другие проблемы
Одной из проблем считается математическая несостоятельность теории — физикам, изучающим ее, не хватает формул для приведения ее в завершенный вид. А вторая заключается в том, что данная теория полагает, о существовании 10 измерений, но мы ощущаем всего 4 – высота, ширина, длина и время. Ученые предполагают, что остальные 6 — в скрученном состоянии, наличие которых не ощущается в реальном времени. Также проблемой является не возможность экспериментального подтверждения этой теории, но и опровергнуть ее никто не может
Полная версия: spacegid.com/korotko-o-teorii-strun.html#ixzz4Y...


Вселенная — обычно определяется как совокупность всего, что существует физически. Это совокупность пространства и времени, всех форм материи, физических законов и констант, которые управляют ими. Однако термин Вселенная может трактоваться и иначе, как космос, мир или природа.
Астрономические наблюдения Вселенной позволили с относительной точностью установить «возраст»

Вселенной, который по последним данным составляет 13,73 ± 0,12 миллиардов лет. Однако, среди некоторых учёных существует точка зрения, что Вселенная никогда не возникала, а существовала вечно и будет существовать вечно, изменяясь лишь в своих формах и проявлениях. Представления о форме и размерах Вселенной в современной науке также являются остродискуссионными, предположительно протяжённость Вселенной составляет не менее 93 миллиардов световых лет, при наблюдаемой части всего в 13,3 млрд. св.л

Размер, возраст, содержание, структура и законы

Состав Вселенной по данным WMAP

В самом крупном масштабе Вселенная представляет собой расширяющееся пространство, заполненное губкообразной клочковатой структурой. Стенки этой губчатой структуры представляют собой скопления миллиардов галактик. Расстояния между ближайшими друг к другу галактиками составляют обычно около миллиона световых лет.

Каждая галактика составлена из сотен миллиардов звёзд, которые обращаются вокруг центрального ядра. Размеры галактик составляют до сотен тысяч световых лет.
Считается, что большинство звёзд являются кратными и представляют собой центры планетарных систем из нескольких планет. Расстояния между компаньонами кратных систем или планетами и их звёздами составляют десятки и сотни астрономических единиц (миллиарды и десятки миллиардов километров).

Наиболее важный результат космологии — открытие расширения Вселенной — был получен путём наблюдений красного смещения и количественно оценён законом Хаббла. Экстраполяция этого расширения назад во времени приводит к гравитационной сингулярности, абстрактному математическому понятию, которое может соответствовать или не соответствовать реальности. Это даёт основание теории Большого взрыва, доминирующей на сегодня модели в космологии. Согласно данным НАСА, полученным с помощью WMAP, возраст Вселенной от момента Большого взрыва был оценён в 13,7 миллиарда лет с погрешностью в один процент. Данная оценка основывается на предположении, что лежащая в основе модель для анализа данных корректна. Другие методы оценки возраста Вселенной дают другие результаты.

Фундаментальным доводом в пользу Большого взрыва является тот факт, что чем дальше галактика находится от нас, тем быстрее она удаляется от нас. Подтверждением также служит космическое микроволновое фоновое излучение (реликтовое излучение), которое возникло вскоре после Большого взрыва. Это реликтовое излучение однородно во всех направлениях. Этот факт космологи пытались объяснить ранним периодом инфляционного расширения, последовавшего за Большим взрывом.

Единой точки зрения, является ли Вселенная действительно бесконечной или конечной в пространстве и объёме, не существует. Тем не менее, наблюдаемая Вселенная, включающая все местоположения, которые могут воздействовать на нас с момента Большого взрыва, конечна, поскольку конечна скорость света. Границей космического светового горизонта является расстояние 24 Гигапарсека. Действительное расстояние до границы наблюдаемой Вселенной больше благодаря всё увеличивающейся скорости расширения Вселенной и оценивается в 93 миллиарда световых лет.

Вопрос о форме Вселенной является важным открытым вопросом космологии. Говоря математическим языком, перед нами стоит проблема поиска такой трёхмерной фигуры, которая наилучшим образом представляет пространственный аспект Вселенной.

Во-первых, неизвестно, является ли Вселенная пространственно плоской, то есть применимы ли законы Евклидовой геометрии на самых больших масштабах. В настоящее время большинство космологов полагают, что наблюдаемая Вселенная очень близка к пространственно плоской, с локальными складками, где массивные объекты искажают пространство-время.

Это мнение было подтверждено последними данными WMAP, рассматривающими «акустические осцилляции» в температурных отклонениях реликтового излучения.
Во-вторых, неизвестно, является ли Вселенная множественно-соединённой. Согласно стандартной модели Большого взрыва, Вселенная не имеет пространственных границ, но может быть пространственно ограничена.

Это может быть понято на примере двумерной аналогии: поверхность сферы не имеет границ, но имеет ограниченную площадь, причём кривизна сферы постоянна в третьем измерении. Если Вселенная действительно пространственно ограничена, то, двигаясь по прямой линии в любом направлении, можно попасть в отправную точку путешествия.

Судьба вселенной

В зависимости от средней плотности материи и энергии во Вселенной, она или будет продолжать вечное расширение, или будет гравитационно замедляться и, в конце концов, схлопнется обратно в себя в Большом сжатии. Данные, имеющиеся в настоящее время, позволяют утверждать, что не только материи и энергии недостаточно, чтобы вызвать сжатие, но и что расширение Вселенной происходит с ускорением. Другие идеи о судьбе Вселенной включают теории Большого разрыва, Большого замерзания и тепловой смерти Вселенной.

Исторические модели

Космология и космогония существуют уже давно. Цивилизации Двуречья и Древний Египет имели своё представление о вселенной. Первые же более или менее научные предположения о структуре Вселенной можно отнести к периоду Древней Греции. Наиболее распространенной была концепция Пифагора-Аристотеля-Птолемея, согласно которой в центре не имеющей начала во времени Вселенной (космоса) находится Земля, по орбитам вокруг которой вращаются планеты, включая Солнце, а на самом краю того, что для них было Вселенной, они помещали звёзды, вращавшиесся точно так же вокруг Земли, как и планеты и Солнце.

Учение Демокрита о бесконечности Вселенной и множественности обитаемых миров имело меньшую популярность. За столетия улучшенные наблюдения и теории о силе тяжести, позволили Копернику и Ньютону создать гелиоцентрическую модель Вселенной, что помещала Землю на орбиту вокруг Солнца. Дальнейшее развитие астрономии привело к открытию Млечного пути, других галактик и реликтового излучения. Точные исследования распределения галактик в пространстве и исследование их спектров формируют современную космологию.

Космические струны

Космические струны — гипотетические образования, существование которых выведено, чтобы объяснить строение Вселенной. По мнению космофизиков, космические струны — тонкие трубки из симметричного высокоэнергетического вакуума, пересекающие наш мир как паутина из конца в конец. Первая работа о них была написана в 1976 году Т. Кибблом из Имперского колледжа науки и техники в Лондоне.

Толщина космических струн ничтожна (примерно 10 в минус тридцатой степени сантиметра), а вес одного такого сантиметра огромен ( около 10 в шестнадцатой степени тонн). Если такая струна пересечет человека в поясе, его голова и ноги (по закону Всемирного тяготения) схлопнутся со скоростью 6 километров в секунду. Примерно то же произойдет и с нашей планетой — струна из вакуума мгновенно рассечет ее на части как проволочная яйцерезка. По счастью ближайшие струны (если они вообще существуют) находится, как утверждают специалисты, на расстоянии 300 миллионов световых лет от Земли.

Особенности теории относительности

Эксперименты позволяют судить что по всему протяжению пространства-времени Вселенной, ей управляют те же физические законы и константы что и везде. Доминирующая сила на космологических дистанциях — Гравитация, и Общая теория относительности — в настоящее время самая точная гравитационная теория. Сохранение трёх фундаментальных взаимодействий и частиц на которые они воздействуют описано Стандартной моделью.

У Вселенной есть по крайней мере три измерения в пространстве, и одно во времени, хотя чрезвычайно малые дополнительные измерения не могут представлять собой что-то возможное только теоретически. Пространство-время диференцируемо-многообразно и односвязно, космос — имеет слишком маленький тензор кривизны Римана, таким образом Евклидова геометрия достаточно точна в среднем по Вселенной.

Мультивселенная

Согласно некоторым предположениям, наша Вселенная это лишь часть от огромного множества других Вселенных, совокупность которых называется Мультивселенной (Метавселенной). Хаотическая теория инфляции предполагает бесконечное разнообразие Вселенных, каждая из которых имеет различные от других физические константы. В другой теории Вселенные различаются по квантовому измерению. По определению эти предположения нельзя экспериментально проверить.



Самый распространенный способ межзвездных и межгалактических путешествий в научной фантастике — мосты Эйнштейна-Розена. В 1956 году физик Джон Уилер назвал такие пространственно-временные туннели в рамках ОТО «червоточинами» (wormholes), или «кротовыми норами». В отличие от «червоточин», путешествие сквозь которые представляет собой мгновенный переход, полет вдоль космической струны занимает длительное время. Видимо, по этой причине фантасты уделяют такому способу меньше внимани
Пока единственная научно доказанная возможность межзвездных путешествий — это разгон космического аппарата до околосветовой скорости (проколы и свертки пространства все еще остаются чисто умозрительными проектами). Корабль вполне может забросить астронавтов в анабиозе на десяток, а то и на сотню световых лет и возвратить их на Землю. Но из-за релятивистского замедления бортового времени на родной планете пройдут даже не века, а тысячелетия — и это как-то не радует. К тому же до иных галактик так не добраться, тут уж никакой анабиоз не поможет. Но не исключено, что выход все-таки есть.

Вот уже 15 лет профессор теоретической физики лондонского Имперского колледжа Жоао Магейджо разрабатывает гипотезу переменной скорости света (Varying Speed of Light, VSL). Впрочем, единомышленников у него очень немного, поскольку большинство ученых считают эту идею чистой ахинеей. Но ведь речь идет о науке невозможного, так что постараемся умерить свой скептицизм.

VSL-модели просчитаны в нескольких вариантах. Все они утверждают, что измеренная на Земле скорость света в вакууме — это не абсолютная константа, а лишь нижний предел скорости распространения электромагнитных волн. При определенных (откровенно говоря, весьма экстремальных) условиях она может многократно превысить 299 792 км/с. В частности, сторонники этих теорий полагают, что такие именно условия существовали сразу после Большого взрыва.

Однако есть и другие возможности. Некоторые версии VSL-теорий утверждают, что скорость света очень сильно возрастает в окрестностях космических струн. Так называют тоже гипотетические, но в теоретическом плане куда более достоверные объекты, о которых в 1970-х годах впервые заговорил английский физик Томас Киббл. Позже эти идеи развивали и другие ученые, в том числе директор Института космологии при университета Тафтса Александр Виленкин, чья замечательная книга «Мир многих миров» недавно вышла в свет в русском переводе. Космические струны — это одномерные топологические дефекты пространства, оставшиеся после отпочкования сильного (кварк-глюонного) взаимодействия от электрослабого, которое, согласно стандартной оценке, имело место спустя 10−36 с после Большого взрыва (эта же эпоха породила и одномерные дефекты в лице магнитных монополей, о которых рассказано в «ПМ» №7'2010).

Космические струны могут простираться на межгалактические расстояния — вплоть до границ наблюдаемого космоса. Это сверхтонкие (поперечником куда меньше радиуса протона) трубки, заполненные энергией фантастической концентрации. Погонный метр такой струны должен тянуть на 1020 кг, и это еще консервативная оценка. Однако тяготение такой исполинской массы полностью компенсируется столь же непомерным натяжением струны, создающим эффект антигравитации. Поэтому на струну не упадет даже пылинка, оказавшаяся в ее окрестности. В то же время струна значительно деформирует окружающее пространство и придает ему коническую топологию. Подобно поверхности конуса, пространство вблизи струны является локально плоским (его кривизна равна нулю), но глобально искривленным.

Но вернемся к космонавтике. Что произойдет с космическим кораблем, попавшим в окрестность такой струны? Допустим, неподалеку от Солнца нашлась струна, идущая по направлению к Альтаиру. И пусть свет вдоль этой струны мчится в сто раз быстрее, чем в обычном пространстве. При скорости всего в одну пятую этой величины корабль вернется из полета к Альтаиру (34 световых года в два конца) через какую-то пару лет — ну, пусть даже через два десятка, если предоставить ему разумное время на разгон и торможение. Поскольку скорость звездолета сильно не дотягивает до локальной световой, эффект замедления времени будет почти нулевым. Отважные космонавты не только не слишком постареют, но даже смогут встретить родных и друзей. А если предположить, что околострунная световая скорость еще на несколько порядков больше и что наши потомки сумеют разогнать звездолет почти мгновенно, можно задуматься и о межгалактическом путешествии. Выглядит заманчиво, не правда ли?

@темы: кто тут гуманитарий? я гуманитарий?! ну да, я гуманитарий, слова, слова, слова...(с)