Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Автор: Брайан Грин
Год издания: 2004
Издательство: Едиториал УРСС
Язык: русский
Размер: 4,69 Мб
Страниц: 290
Формат: DJVU
ISBN: 5-354-00161-7, 5-354-01125-6
Редкостно сочетая научное осмысление и изложение столь же элегантное, как и объяснения, даваемые теорией, Брайан Грин срывает завесу таинства с теории струн, чтобы представить миру Вселенную, состоящую из 11 измерений, в которой ткань пространства рвется и самовосстанавливается, а вся материя от наименьших кварков до самых гигантских суперновых порождена вибрациями микроскопически малых петель энергии.
Грин использует разнообразные примеры — от аттракционов в парке до муравьев на садовом шланге, — чтобы проиллюстрировать прекрасную, однако причудливую реальность, открываемую современной физикой. Великолепная по талантливости, беспрецедентная по способности и просвещать, и увлекать, Элегантная Вселенная — пример научного изложения, восхитительное путешествие по современной физике, которая как никогда ранее приближает нас к пониманию того, как устроена Вселенная.
Содержание:
Предисловие
Часть I. На переднем краю познания
Глава 1. Связанные струной
Три конфликта
Вселенная в своем самом малом, или что мы знаем о материи
Взаимодействия, или куда делся фотон
Теория струн: основная идея
Теория струн как единая теория всего
Современное состояние теории струн
Часть II. Дилемма пространства, времени и квантов
Глава 2. Пространство, время и взгляд наблюдателя
Интуиция и ее изъяны
Принцип относительности
Скорость света
Истина и ее последствия
Влияние на время. Часть I
Влияние на время. Часть II
Жизнь на бегу
И все же: кто движется?
Влияние движения на пространство
Движение в пространстве-времени
Как насчет E = mc2?
Глава 3. Об искривлениях и волнистой ряби
Ньютоновский взгляд на гравитацию
Несовместимость ньютоновской теории тяготения и специальной теории относительности
Самая счастливая идея Эйнштейна
Ускорение и искривление пространства и времени
Основы обшей теории относительности
Некоторые замечания
Разрешение противоречия
Снова об искривлении времени
Экспериментальное подтверждение обшей теории относительности
Черные дыры, Большой взрыв и расширение Вселенной
Верна ли общая теория относительности?
Глава 4. Микроскопические странности
Квантовая теория
На кухне слишком жарко
Деление на порции на рубеже веков
Что представляют собой порции?
Волна или частица?
Частицы материи также являются волнами
Волны чего?
Точка зрения Фейнмана
Квантовые чудеса
Глава 5. Необходимость новой теории: общая теория относительности versus квантовая механика
Суть квантовой механики
Квантовая теория поля
Частицы-посланники
Калибровочная симметрия
Обшая теория относительности и квантовая механика
Часть III. Космическая симфония
Глава 6. Только музыка, или Суть теории суперструн
Краткая история теории струн
Снова атомы в духе древних греков?
Объединение через теорию струн
Музыка теории струн
Три следствия жестких струн
Гравитация и квантовая механика в теории струн
Грубый ответ
Ловкость рук?
Более точный ответ
Не только струны?
Глава 7. «Супер» в суперструнах
Характер физических законов
Спин
Суперсимметрия и суперпартнеры
Доводы в пользу суперсимметрии - до появления теории струн
Суперсимметрия в теории струн
Суперпроблема изобилия
Глава 8. Измерений больше, чем видит глаз
Иллюзия привычного
Идея Калуцы и уточнение Клейна
Взад и вперед по Садовому шлангу
Объединение в высших измерениях
Современное состояние теории Калуцы-Клейна
Дополнительные измерения и теория струн
Некоторые вопросы
Физические следствия дополнительных измерений
Как выглядят свернутые измерения?
Глава 9. Дымящееся ружье: экспериментальные свидетельства
Перекрестный огонь критики
Дорога к эксперименту
Перебирая возможности
Суперчастицы
Частицы с дробным электрическим зарядом
Некоторые более отдаленные перспективы
Оценка ситуации
Часть IV. Теория струн и структура пространства-времени
Глава 10. Квантовая геометрия
Суть римановой геометрии
Космологическая сцена
Существенно новая черта
Физические свойства намотанных струн
Спектр состояний струны
Спор двух профессоров
Три вопроса
Два взаимосвязанных понятия расстояния в теории струн
Минимальный размер
Насколько общий этот вывод?
Зеркальная симметрия
Физика и математика зеркальной симметрии
Глава 11. Разрывая ткань пространства
Волнующая возможность
Зеркальная перспектива
Медленный прогресс
Рождение стратегии
Поздние вечера в последней обители Эйнштейна
О шести банках пива и работе по выходным
Момент истины
Подход Виттена
Следствия
Глава 12. За рамками струн: в поисках М-теории
Краткое изложение результатов второй революции в теории суперструн
Приближенный метод
Классический пример теории возмущений
Использование теории возмущений в теории струн
Приближает ли к ответу приближение?
Уравнения теории струн
Дуальность
Мощь симметрии
Дуальность в теории струн
Предварительные итоги
Супергравитация
Проблески М-теории
М-теория и паутина взаимосвязей
Общая панорама
Сюрприз в М-теории: демократия в протяжении
Помогает ли это в неразрешенных вопросах теории струн?
Глава 13. Черные дыры с точки зрения теории струн и М-теории
Черные дыры и элементарные частицы
Позволяет ли теория струн продвигаться вперед?
Убежденно разрывая ткань пространства
Шквал электронной почты
Снова о черных дырах и элементарных частицах
«Таяние» черных дыр
Энтропия черной дыры
Насколько черно черное?
Ваш выход, теория струн!
Нераскрытые тайны черных дыр
Глава 14. Размышления о космологии
Стандартная космологическая модель
Проверка модели Большого взрыва
От планковских времен до сотых долей секунды после Большого взрыва
Космологическая загадка
Инфляция
Космология и теория суперструн
В начале был комок планковских размеров
Почему три?
Космология и вид пространств Калаби-Яу
До начала?
М-теория и слияние всех сил природы
Рассуждения о космологии и окончательная теория
Часть V. Единая теория в XXI веке
Глава 15. Перспективы
Что является фундаментальным принципом теории струн?
Что есть пространство и время на самом деле, и можем ли мы без них обойтись?
Приведет ли теория струн к переформулировке квантовой механики?
Можно ли теорию струн проверить экспериментально?
Существуют ли пределы познания?
Достичь звезд
Примечания
Словарь научных терминов
Рекомендуемая литература
Именной указатель
Предметный указатель