Elegant Universe – Welcome to the 11th Dimension

Bayangkan bahwa kami mampu mengendalikan ruang atau waktu kontrol. Hal-hal yang kita akan bisa lakukan akan luar biasa. Aku mungkin dapat pergi dari sini … ke sini … ke sini … ke sini … dan ke sini hanya dalam sekejap.

Sekarang, kita semua berpikir bahwa perjalanan semacam ini tidak mungkin. Dan mungkin adalah. Namun dalam beberapa tahun terakhir, gagasan kita tentang hakikat ruang dan waktu telah melalui beberapa perubahan. Dan hal-hal yang digunakan untuk tampak seperti fiksi ilmiah mencari yang tidak terlalu dibuat-buat.

Ini semua berkat sebuah revolusi dalam fisika disebut “teori string,” yang menawarkan perspektif baru mengenai cara kerja dalam alam semesta.

Teori dawai mengulurkan janji bahwa kita benar-benar dapat memahami pertanyaan tentang mengapa alam semesta adalah cara pada tingkat yang paling mendasar.

Teori dawai adalah benar-benar Wild West Physics.

Ini merupakan kawasan teori fisika yang sangat berbeda dari apa yang telah sebelumnya.

teori baru yang radikal ini dimulai dengan premis sederhana: bahwa segala sesuatu di alam semesta, Bumi, gedung-gedung, bahkan seperti gaya gravitasi dan listrik, terdiri dari sangat kecil, bergetar helai energi yang disebut “string.”

Dan kecil seperti mereka, string berubah segala sesuatu yang kita pikir kita tahu tentang alam semesta, terutama ide-ide kita tentang sifat ruang.

Untuk melihat bagaimana caranya, mari kita pertama menyusut semua ruang ke ukuran yang lebih mudah dikelola. Bayangkan bahwa seluruh alam semesta terdiri atas tak lebih dari kota kelahiranku, Manhattan. Jadi sekarang, hanya satu borough di New York City membuat atas kain seluruh ruang.

Dan hanya untuk iseng, mari kita juga membayangkan bahwa aku seorang CEO sebuah perusahaan besar dengan kantor-kantor di Wall Street. Dan karena waktu adalah uang, saya harus mencari rute tercepat dari apartemen saya, di sini di Manhattan atas ke kantor saya di Manhattan bawah.

Sekarang, kita semua tahu bahwa jarak terpendek antara dua titik adalah garis lurus, tapi bahkan jika tidak ada lalu lintas sedikit peregangan bahkan dalam khayalan kami Manhattan-it’ll masih membawa kita beberapa jumlah waktu untuk sampai ke sana. Dengan akan lebih cepat dan lebih cepat, kita dapat mengurangi waktu perjalanan. Tapi karena tidak ada yang bisa pergi lebih cepat dari kecepatan cahaya, ada batas yang pasti untuk berapa banyak waktu kita bisa dipotong dari perjalanan kita.

Tapi ketika Albert Einstein melihat kain ruang, ia melihat sesuatu yang sama sekali berbeda. Dia mengatakan ruang yang tidak statis, melainkan bisa warp dan peregangan.

Dan bahkan bisa struktur ruang biasa disebut “lubang cacing”. lubang cacing adalah jembatan atau terowongan yang dapat menghubungkan daerah-daerah yang jauh dari ruang, akibatnya, jalan pintas kosmik. Dalam alam semesta seperti ini, perjalanan saya akan menjadi mimpi New Yorker’s.

Ternyata bahwa dengan melihat-kopi sarapan saya dan donat-kita dapat merasakan apa yang cukup baik teori string mengatakan tentang apakah kain ruang bisa robek.

Bayangkan ruang yang berbentuk seperti donat ini. Anda mungkin berpikir bahwa akan sangat berbeda dari suatu daerah ruang berbentuk seperti ini cangkir kopi. Tapi ada rasa yang tepat dalam bentuk donat dan cangkir kopi sebenarnya sama, hanya sedikit disamarkan. Anda lihat, mereka berdua memiliki satu lubang. Dalam donat itu di tengah dan di cangkir kopi itu dalam menangani. Itu berarti kita dapat mengubah donat ke dalam bentuk secangkir kopi dan kembali lagi tanpa harus rip atau robek adonan sama sekali.

Oke, tapi anggaplah Anda ingin mengubah bentuk donat ini menjadi bentuk yang sangat berbeda, bentuk tanpa lubang. Satu-satunya cara untuk melakukannya adalah untuk merobek donat seperti ini dan kemudian kembali membentuknya.

Sayangnya, menurut hukum Einstein, ini tidak mungkin. Mereka mengatakan bahwa ruang dapat meregang dan warp, tetapi tidak bisa robek. Lubang cacing mungkin ada di suatu tempat sepenuhnya terbentuk, tapi Anda tidak bisa rip ruang untuk membuat yang baru, lebih dari Manhattan atau di tempat lain. Dengan kata lain, saya tidak bisa mengambil lubang cacing untuk bekerja.

Tapi sekarang teori string adalah memberi kita perspektif baru pada ruang, dan itu menunjukkan kita bahwa Einstein tidak selalu benar. Untuk melihat bagaimana caranya, mari kita lihat lebih dekat pada kain spasial.

Jika kita bisa menyusut ke bawah sekitar sepersejuta sepermilyar dari ukuran normal, kami akan memasuki dunia mekanika kuantum, hukum-hukum yang mengendalikan bagaimana atom berperilaku. Ini adalah dunia cahaya dan listrik dan hal-hal lain yang beroperasi di skala terkecil. Di sini, kain ruang adalah acak dan kacau.

Nah, di sinilah kekuatan string masuk Strings tenang kekacauan itu. Dan sebagai tarian string tunggal melalui ruang, menyapu tabung. tabung dapat bertindak seperti gelembung yang mengelilingi air mata, perisai pelindung dengan implikasi mendalam. String sebenarnya memungkinkan ruang untuk rip.

Ini akan menjadi semacam dingin, meskipun masih kemungkinan yang sangat jauh.

Tetapi satu hal yang pasti adalah bahwa teori string sudah menunjukkan kepada kita bahwa alam semesta mungkin orang asing banyak dari yang kami bayangkan. Sebagai contoh, teori string mengatakan kita dikelilingi oleh dimensi tersembunyi, tempat-tempat misterius di luar ruang tiga-dimensi akrab kita tahu.

Apa yang kita anggap sebagai alam semesta kita hanya bisa menjadi salah satu bagian kecil dari sesuatu yang jauh lebih besar.

Mungkin kita hidup di membran, membran tiga-dimensi yang mengapung dalam ruang dimensi yang lebih tinggi.

Tidak bisa seluruh dunia tepat di samping kami, tapi sama sekali tak terlihat.

ini akan dunia lain, dalam arti harfiah, akan, menjadi semesta paralel. Ini bukan terutama eksotis atau, atau gagasan aneh.

Teori dawai sangat aktif. Hal-hal yang terjadi. Ada banyak orang melakukannya. Sebagian besar anak-anak muda, diberi pilihan, dengan perbandingan seperti 0:50, mereka akan masuk ke teori string.

Tapi string ini tidak selalu populer. Pelopor teori string berjuang selama bertahun-tahun, yang bekerja sendirian pada suatu ide bahwa tidak ada orang lain yakini Berikut inti itu: selama puluhan tahun, fisikawan percaya bahwa bagian-bagian yang terkecil di dalam atom adalah partikel titik. Terbang di luar adalah elektron, dan di dalamnya ada proton dan neutron yang terbuat dari quark. Tetapi teori string mengatakan bahwa apa yang kita anggap partikel terpisahkan sebenarnya kecil, senar bergetar.

Pada 1980-an, gagasan itu tertangkap, dan orang-orang mulai melompat pada kereta musik string.

kenyataan bahwa tiba-tiba semua orang-orang lain yang bekerja di lapangan memiliki kelebihan dan kekurangan nya. Senang rasanya melihat bagaimana cepat subjek dapat mengembangkan sekarang, karena begitu banyak orang yang bekerja di atasnya.

Salah satu daya tarik besar dari string adalah karakter mereka. Sama seperti tali cello dapat bergetar pada frekuensi yang berbeda, membuat semua catatan musik individu, dengan cara yang sama, tali kecil bergetar string teori dan menari dengan pola yang berbeda, membuat semua partikel dasar alam. Jika pandangan ini benar, maka menempatkan mereka semua bersama-sama dan kita mendapatkan simfoni megah dan indah itu adalah alam semesta kita.

Apa benar-benar menarik tentang ini adalah bahwa ini menawarkan kemungkinan menakjubkan. Jika kita hanya bisa menguasai irama string, maka kita akan memiliki kesempatan yang baik menjelaskan semua materi dan semua kekuatan alam, dari partikel sub-atomik terkecil ke galaksi luar angkasa. Ini adalah potensi teori string, menjadi kesatuan “Teori Segalanya.”

Namun, pada pandangan pertama, dalam semangat kami untuk ide ini, kita sepertinya sudah terlalu jauh. Karena kita tidak menghasilkan string teori hanya satu, atau bahkan dua-kita entah bagaimana berhasil datang dengan lima.

Lima teori string yang berbeda, masing-masing bersaing untuk judul Teori Segalanya.

Dan jika ada akan menjadi “Teori Fundamental Alam,” harus ada salah satu dari mereka.

Dengan lima pemain bersaing, tahap teori string tampak sedikit ramai. Lima teori telah banyak hal yang sama. Sebagai contoh, mereka semua terlibat bergetar string, tapi rincian matematis mereka tampak sangat berbeda. Terus terang, itu memalukan. Bagaimana bisa ini Teori unified Semuanya datang dalam lima rasa yang berbeda?

Hal ini terjadi di mana lebih jelas kurang. Tapi kemudian sesuatu yang luar biasa terjadi. Ini adalah Ed Witten. Dia secara luas dianggap sebagai salah satu fisikawan terbesar di dunia yang hidup, bahkan mungkin penerus Einstein.

Ed Witten adalah orang yang sangat istimewa di lapangan. Dia telah memahami dengan jelas, terutama prinsip-prinsip matematika dasar, yang jauh lebih besar daripada orang lain kebanyakan.

Pada tahun 1995, teori string dari seluruh dunia berkumpul di University of Southern California untuk konferensi tahunan mereka. Ed Witten muncul di Strings 95 dan mengguncang dunia mereka.

Untuk mengatasi masalah tersebut, Witten membangun sebuah cara baru yang spektakuler dalam memandang teori string.

Ed mengumumkan bahwa dia telah memikirkan hal itu, dan terlebih lagi, ia telah dipecahkan itu. Dia akan memberitahu kami solusi untuk setiap teori string dalam setiap dimensi, yang merupakan klaim besar, tetapi berasal dari Ed itu tidak begitu mengejutkan.

Suasana listrik karena, semua teori, string tiba-tiba, yang telah melalui semacam lesu, diberikan dorongan yang luar biasa, tembakan di lengan.

Ed Witten memberikan kuliah yang terkenal. Dan dia mengatakan beberapa kata-kata yang membuatku tertarik … dan selama sisa kuliah … aku hooked up pada beberapa kata pertama yang dia katakan, dan benar-benar ketinggalan titik kuliahnya.

Ed Witten hanya meniup semua orang pergi.

Ed Witten meniup semua orang pergi karena ia memberikan perspektif yang sama sekali baru pada teori string. Dari sudut pandang ini, kita bisa melihat bahwa sebenarnya tidak ada lima teori yang berbeda. Seperti refleksi di dinding cermin, apa yang kita pikir lima teori ternyata hanya lima cara yang berbeda dalam memandang hal yang sama. Teori dawai akhirnya disatukan.

pekerjaan Witten’s memicu terobosan sehingga revolusioner yang diberi nama itu sendiri, “M-teori,” meskipun tidak ada yang benar-benar tahu apa yang M itu singkatan.

Beberapa sinis sekali-sekali menyarankan bahwa M juga bisa berarti “keruh,” karena kita tingkat pemahaman teori ini, pada kenyataannya, begitu primitif. Mungkin aku tidak seharusnya memberitahu Anda bahwa satu.

Apa pun namanya, itu suatu kejutan. Tiba-tiba semuanya berbeda.

Setelah berbicara Witten, ada diperbaharui berharap bahwa teori ini dapat menjadi salah satu teori untuk menjelaskan segala sesuatu di alam semesta. Tapi ada juga harga yang harus dibayar.

Sebelum M-teori, string tampaknya beroperasi di dunia dengan 10 dimensi. Ini termasuk satu dimensi waktu, tiga dimensi ruang akrab, serta enam dimensi tambahan, meringkuk begitu kecil bahwa mereka benar-benar tak terlihat.

Tapi M-teori akan pergi lebih jauh lagi, menuntut lagi dimensi ruang, sehingga jumlah keseluruhannya menjadi 11 dimensi.

Kita tahu bahwa ada harus 11 dimensi untuk teori ini masuk akal. Jadi harus ada 11 dimensi. Kami hanya melihat tiga plus satu dari mereka.

Untuk sebagian besar dari kita, itu hampir mustahil untuk gambar ekstra, dimensi yang lebih tinggi: Aku tidak bisa. Dan tidaklah mengejutkan. Otak kita hanya berkembang penginderaan tiga dimensi spasial pengalaman sehari-hari.

Jadi dimensi semua harus dilakukan dengan arah independen di mana Anda bisa bergerak. Mereka kadang-kadang disebut “derajat kebebasan.”

Dimensi lebih atau derajat kebebasan yang dimiliki, semakin banyak yang dapat dilakukan.

Dan jika benar-benar ada 11 dimensi, maka string dapat melakukan lebih banyak lagi, juga.

Orang-orang yang ditemukan, cukup segera, bahwa ada benda yang hidup dalam teori ini, yang tidak hanya string, tapi lebih besar dari itu. Mereka benar-benar tampak seperti membran atau permukaan.

Dimensi ekstra Witten ditambahkan memungkinkan string ke peregangan menjadi sesuatu seperti membran, atau brane “” singkatnya. brane A bisa tiga-dimensi atau bahkan lebih. Dan dengan energi yang cukup, brane bisa tumbuh sampai ukuran besar, bahkan mungkin lebih besar sebagai sebuah alam semesta.

Ini adalah revolusi dalam teori string.

Keberadaan membran raksasa dan dimensi ekstra akan membuka kemungkinan baru yang mengejutkan, bahwa alam semesta kita hidup di membran, di dalam ruang, dimensi lebih tinggi yang jauh lebih besar.

Ini hampir seolah-olah kita tinggal di dalam … sepotong roti? alam semesta kita mungkin menjadi seperti sepotong roti, hanya satu potong, dalam roti jauh lebih besar yang fisikawan kadang-kadang sebut “massal.”

Dan jika ide-ide ini benar, sebagian besar mungkin telah irisan lain, semesta lain, yang tepat di samping kami, yang berlaku, “paralel” alam semesta.

Tidak hanya akan alam semesta kita menjadi tidak istimewa, tapi kita bisa punya banyak tetangga. Beberapa dari mereka bisa mirip alam semesta kita, mereka mungkin memiliki masalah dan planet-planet dan, siapa tahu, mungkin bahkan makhluk semacam itu.

Lainnya tentu akan banyak orang asing. Mereka mungkin diatur oleh hukum benar-benar berbeda dari fisika. Sekarang, seluruh alam semesta ini lain akan ada dalam dimensi ekstra dari M-teori, dimensi yang ada di sekitar kita. Beberapa bahkan mengatakan mereka mungkin benar dekat dengan kita, kurang dari milimeter jauhnya.

Jika Anda memiliki hidup brane dalam ruang dimensi yang lebih tinggi, dan partikel Anda, atom Anda, tidak bisa keluar brane, itu seperti mencoba untuk menjangkau, tetapi Anda tidak bisa menyentuh apa pun. Ini sama saja dengan di ujung alam semesta.

Ini ide yang sangat kuat karena jika benar itu berarti foto seluruh alam semesta kita ini mendung oleh fakta bahwa kita terjebak pada hanya sepotong kecil dari alam semesta dimensi yang lebih tinggi.

Ini adalah ide yang kuat, terutama karena dapat membantu memecahkan salah satu misteri besar ilmu pengetahuan modern. Ini ada hubungannya dengan gravitasi. Sudah lebih dari 300 tahun sejak Isaac Newton datang dengan hukum gravitasi universal, terinspirasi, karena menurut cerita, dengan melihat buah apel jatuh dari pohon. Hari ini, tampak jelas bahwa gravitasi adalah kekuatan.

Sepertinya untuk kebanyakan orang bahwa gravitasi adalah kekuatan yang sangat penting, sangat kuat. Ini sangat sulit untuk bangun pagi, berdiri, dan ketika mereka melanggar hal-hal yang jatuh karena gravitasi yang kuat. Tetapi faktanya adalah bahwa itu tidak kuat. Ini, itu benar-benar sebuah kekuatan yang sangat lemah.

Gravitasi menarik kita ke bumi, dan terus Bumi kita di orbit mengelilingi matahari. Namun pada kenyataannya, kita mengatasi gaya gravitasi sepanjang waktu. Ini tidak sulit. Bahkan dengan gravitasi dari seluruh bumi ini menarik apel ke bawah, otot-otot di lengan saya dengan mudah dapat mengatasinya.

Dan bukan hanya otot-otot kita yang menempatkan gravitasi malu. Magnet bisa melakukannya juga, keringat tidak ada. Magnet membawa gaya yang berbeda, gaya elektromagnetik. Itu gaya yang sama di balik cahaya dan listrik. Ternyata elektromagnetisme yang jauh, lebih kuat dari gravitasi.

Gravity, dalam perbandingan, berukuran sangat lemah. Bagaimana lemah? Gaya elektromagnetik adalah beberapa ribu miliar, milyar, miliar, milyar kali lebih kuat. Itu satu dengan 39 nol mengikutinya.

Kelemahan gravitasi telah membingungkan para ilmuwan selama beberapa dekade. Tapi sekarang, dengan dunia radikal teori string, diisi dengan membran dan dimensi ekstra, ada cara baru untuk melihat masalah.

Salah satu cara untuk mendekati pertanyaan mengapa gravitasi sangat lemah dibandingkan dengan semua kekuatan lain, adalah untuk mengubah pertanyaan sepenuhnya pada kepalanya, dan berkata, “Tidak, sebenarnya gravitasi tidak sangat lemah. Dibandingkan semua kekuatan lain, itu hanya tampak lemah. ”

Mungkin gravitasi yang sebenarnya hanya sekuat elektromagnetisme, tetapi karena alasan tertentu, kita tidak bisa merasakan kekuatan.

Pertimbangkan meja biliar, meja biliar yang sangat besar. Pikirkan permukaan meja biliar sebagai mewakili alam semesta tiga-dimensi, meskipun hanya dua dimensi, dan berpikir dari bola bilyar sebagai mewakili atom dan partikel lain bahwa alam semesta terbuat dari.

Jadi, inilah ide liar: atom dan partikel yang membentuk hal-hal di dunia sekitar kita akan tetap pada membran khusus kami, kami seiris semesta seperti bola biliar akan tinggal di permukaan kolam meja-kecuali Anda seorang pemain biliar benar-benar buruk.

Tapi setiap kali bola bertumbukan, ada sesuatu yang selalu merembes dari meja, gelombang suara. Itu sebabnya aku bisa mendengar tumbukan. Sekarang, ide ini adalah bahwa mungkin gravitasi seperti gelombang suara, itu mungkin tidak terbatas pada membran kami. Ini mungkin bisa merembes dari bagian kita dari alam semesta.

Atau berpikir tentang hal ini dengan cara lain. Alih-alih meja biliar, mari kembali ke roti. Bayangkan bahwa alam semesta kita adalah seperti ini sepotong roti panggang. Dan itu kau dan aku, dan semua materi-cahaya itu sendiri, segala yang kita lihat-seperti jelly. Sekarang jelly dapat bergerak bebas pada permukaan roti, tetapi jika tidak, itu macet, tidak bisa meninggalkan permukaan itu sendiri.

ternyata bahwa teori string, atau M-teori, menyediakan jawaban. Semuanya harus dilakukan dengan bentuk.

Selama bertahun-tahun, kami berkonsentrasi pada string yang tertutup loop, seperti karet gelang. Tapi setelah M-teori, kita mengalihkan perhatian kita kepada jenis lain. Sekarang kita berpikir bahwa semua yang kita lihat di sekitar kita, seperti materi dan cahaya, terbuat dari string terbuka, dan ujung benang masing-masing terikat pada membran kami tiga-dimensi.

Tapi lingkaran tertutup string ada, dan satu jenis bertanggung jawab atas gravitasi. Ini disebut graviton. Dengan loop tertutup, tidak ada celah untuk mengikat ke bawah, sehingga gravitons bebas untuk melarikan diri ke dimensi lain, menipiskan kekuatan gravitasi dan membuatnya tampak lebih lemah dari kekuatan alam lainnya.

Hal ini menunjukkan sebuah kemungkinan menarik

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s


%d bloggers like this: