Теория на обединението

В края на май физикът и математик Ерик Вайнщайн изнесъл доклад в Оксфордския университет на тема „Геометрично единство” – математическа теория, която се стреми да обясни защо Вселената работи точно така, а не по друг начин. Вайнщайн е доктор на науките от 1992 г. в сферата на математическата физика и оттогава е работил на редица известни места, включително Масачузетския технологичен институт.

Както отбелязва Маркус дьо Сотой, професор от Оксфордския университет в статия за The Guardian, геометрията около симетрията, предложена от Вайнщайн, дава „обяснение на различни големи загадки във физиката – какво е тъмната материя и защо не я виждаме. Съвременната теория на гравитацията предсказва, че във Вселената има много повече материя, отколкото виждаме. Тази скрита материя се нарича тъмна, тай като не взаимодейства с нито една от известните ни сили на природата.”

Когато симетрията в моделите на Вайнщайн се разбива на парчета, Дьо Сотой добавя: „Има една половина, която се отделя в математиката от частта, с която ние взаимодействаме. Частиците, съответстващи на това нарушение на симетрията, могат да обяснят влиянието на гравитацията, но математически може да не взаимодействат с други полета – от рода на електромагнитното, правейки го „тъмно”.

Но симетрията на Вайнщайн не се появява отникъде в съответствие със забележките на Дьо Сотой, а произтича по естествен начин от неговата основна работа, която се заключава в съгласуване на уравненията за полето на Айнщайн с уравненията на Янг-Милс и на Дирак.

Уравненията за полето контролират изкривяването на пространство-времето и представляват нашата теория на гравитацията, докато уравненията на Янг-Милс и Дирак представляват теория на взаимодействието на частиците на квантово ниво.

Теорията на Вайнщайн е също първото сериозно предизвикателство за валидността на уравненията за полето на Айнщайн, показващо, че „както уравненията на Нютон са приближени към природата, така и Айнщайновите. Едно от интригуващите неща, които е извел Вайнщайн от математическия си модел за обединение на тези теории в едно решение,  е решението на друг устойчив проблем на физиката – тъмната енергия и космологичната константа”.

Дьо Сотой съобщава, че когато Айнщайн е извел своите уравнения за полето, той се опирал на следното твърдение: „Вселената е постоянна – тя не се разширява и не се свива. За да работят уравненията му, той е въвел термин под названието космологична константа, която осигурява стационарното състояние на Вселената. По-късно се изяснило, че Вселената всъщност се разширява и Айнщайн е признал, че въвеждането на термина, който после премахнал, „беше най-голямата грешка в живота ми”.

Наскоро става ясно, че Вселената не само се разширява, но и това разширение става с ускорение, сякаш задвижвано от неизвестен източник, който ние наричаме тъмна енергия.

„Едно от предложенията за обяснението на такъв тласък е да се преразгледа космологичната константа в рамките на уравненията за полето на Айнщайн. Но космологичната константа невинаги е била условна. Новата теория на Вайнщайн води до уравнения, които дават съгласувано математическо обоснование на това защо такъв допълнителен термин трябва да съществува. И въпреки разбирането на хората това не е константа. По-скоро зависи от изкривяването на Вселената. Ние се намираме в относително плоска част от Вселената, което и обяснява защо космологичната константа е толкова малка.”

Освен това според Дьо Сотой без Хигс бозона полетата на определени частици в Стандартния модел ще бъдат безмасови. Затова този бозон на Хигс е „добавен, за да поправи факта, че частиците от рода на W и Z, отговарящи за слабите сили, имат маси. И отново един от прекрасните изводи от теорията на обединението на Вайнщайн е терминът маса, който не се налага да се добавя изкуствено. Той възниква от теорията по естествен начин”.

Дьо Сотой заключава, че радикалната теория на Вайнщайн е един от големите проекти в съвременната физика, обхващащ и значителна част от математиката. И „както на общата теория на относителността на Айнщайн са й били необходими години, за да се стабилизира, и в тази теория ще има модификации, преди да бъде завършена напълно. Но мен ме привлича по-голямата естественост на историята, а също и това, че нещата не се насилват, за да се направи теорията гладка и привлекателна, а се явяват необходимо следствие от математиката.”

И както отбелязва математикът Питър Войт от Колумбийския университет, ако Вайнщайн иска „да го възприемат на сериозно, Ерик трябва да разпространи всички свои идеи на хартия, на слайдове, в разговори, на сайтове и така нататък. Както казва един физик, „документи, или това нещо го няма”.

Източник: allday.in.ua