---

<< Как между собой соотносятся различные теории струн ? | Оглавление  |

---

Больше, чем просто струны

   Другим неожиданным открытием стало то, что суперструнные теории это не просто теории одномерных объектов. В суперструнных теориях есть объекты и высших измерений, называемые p-бранами (p-branes), число измерений которых варьируется от нуля (точки) до девяти. В терминах бран мембрана будет два-браной, струна - один-браной а точка - нуль-браной.
    Откуда берутся p-браны ? P-брана это пространственно-временной объект, представляющий собой решение уравнений Эйнштейна в низкоэнергетическом пределе теории струн с плотностью энергии негравитационных полей заключенной в неком p-мерном подпространстве девяти пространственных измерений теории (напомним, что суперструнная теория существует в 10-мерном пространстве-времени, из которых одна временная координата и девять пространственных). Например, если рассматривать решение с электрическим зарядом, то в случае, когда энергия электромагнитного поля распределена вдоль линии в пространстве-времени, то эта одномерная линия будет рассматриваться как p-брана с p=1.
    Специальный класс p-бран в струнной теории называется D-бранами. Грубо говоря, D-брана это такая p-брана, на которой локализованы концы открытых струн. Таким образом D-брану можно рассматривать как коллективное возбуждение этих струн.
    Потребовалось очень много времени для того, чтобы открыть такие объекты в струнной теории, потому, как они сокрыты глубоко под сложной математикой Т-дуальности. D-браны очень важны в понимании черных дыр в рамках струнной теории, особенно в вычислении квантовых состояний и энтропии черных дыр, что стало очень важным достижением струнной теории.

Сколько измерений ?

   До того, как струнная теория завоевала все внимание физиков-теоретиков, наиболее популярной объединенной теорией была одиннадцатимерная теория супергравитации, в которой суперсимметрия объединена с гравитацией. Одиннадцатимерное пространство-время компактифицировалось, например, на 7-мерной сфере малого радиуса, а оставшиеся 4-мерное пространство-время и есть наш Мир.
    Однако, эта теория не состоялась как обобщенная теория, поскольку она не имела разумного квантового предела корпускулярной теории. Но эта 11-мерная теория не умерла, нет. В конце концов она вернулась как предел сильной связи суперструнной теории в 10-мерном.
    Как суперструнная теория в 10-мерии может соотноситься с 11-мерной супергравитационной теорией ? Как мы уже видели выше, соотношения дуальностей между суперструнными теориями связывают между собой самые различные теории, "уравнивают" большие и малые масштабы длин, а также меняют между собой сильную и слабую связи. Таким образом вполне может (и даже должно) быть соотношение дуальности, которое свяжет суперструнную теорию, которая требует десятимерия для квантовой самосогласованности с теорией в одиннадцатимерии.
    Таким образом, все струнные теории соотносятся между собой с помощью соотношений дуальностей, и можно предположить, что все они являются различными пределами некоторой более фундаментальной теории, которая, возможно, существует в одиннадцати пространственно-временных измерениях. Эти вопросы приводят нас к теме М-теории.

Теория, ныне известная как М-теория

   Строго и технически говоря, М-теория это неизвестная одиннадцатимерная теория, нижний энергетический предел которой является супергравитационной теорией в одиннадцатимерии, который мы обсуждали выше. Однако, многие люди используют этот термин для обозначения неизвестной теории, которая, как считается, фундаментальна, и специальным пределом которой являются суперструнные теории.
    Нам по-прежнему неизвестна фундаментальная М-теория, однако многое выяснилось про одиннадцатимерную М-теорию и о том, как она соотносится с суперструнами в десяти пространственно-временных измерениях.
    В М-теории также, как и в струнных теориях, есть протяженные объекты, но тут они называются
М-бранами в отличии от D-бран. Один из классов М-бран имеет размерность, равную двум и называется М2-бранами.
    Представим себе, что в М-теории десять пространственных измерений компактифицированы до окружности радиуса R. Если одно из двух пространственных измерений М2-браны обовьется вокруг этой окружности, то результирующий объект может быть рассмотрен как фундаментальная струна (1-брана) суперструнной теории типа IIA. Теория типа IIA оказывается десятимерной теорией в нормальном пертурбативном пределе, но обнаруживает одно дополнительное измерение и эквивалентна М-теории в пределе очень сильной связи.
    Мы до сих пор не знаем, что же это за фундаментальная теория, "стоящая за спиной" струнной теории, но исходя изо всех этих соотношений это должна быть очень интересная и богатая теория у которой масштабы расстояний, сила связей и даже число измерений не фиксировано, а может меняться с нашей точки зрения.

---

<< Как между собой соотносятся различные теории струн ? | Оглавление  |

---

Публикации с ключевыми словами: Космология - суперструны - теория струн Публикации со словами: Космология - суперструны - теория струн
См. также: Разложение далекого света Формирование галактик в магнитной Вселенной "Эффекты" Зельдовича, запечатлённые на нашем небе Сверхновая 1994D и неожиданная Вселенная Куда смещается красное смещение? Самая далекая сверхновая типа Ia Рашид Алиевич Сюняев (к семидесятилетию со дня рождения) Все публикации на ту же тему >>