1.4. Основные концепции
В следующих главах мы будем рассматривать следующие основные концепции:
* Многомерные пространства: Математическое описание пространств с количеством измерений, большим, чем три пространственных измерения, которые мы можем наблюдать.
* Теория струн: Теория, которая предполагает, что элементарные частицы представляют собой не точки, а крошечные, вибрирующие струны в многомерном пространстве.
* Теория M: Теория, объединяющая различные версии теории струн и предполагающая существование 11 измерений.
* Бранные: Многомерные объекты, которые могут находиться в дополнительных измерениях и взаимодействовать с нашей трехмерной Вселенной.
1.5. Структура монографии
В следующих главах мы рассмотрим математические основы многомерных пространств, физические модели, которые используют концепцию дополнительных измерений, а также космологические последствия многомерности. Мы также обсудим экспериментальные поиски дополнительных измерений и философские последствия этой концепции.
1.6. Заключение
Эта монография призвана помочь читателю погрузиться в увлекательный мир многомерных пространств, понять его значение для современной физики и осознать, как эта концепция может помочь разрешить фундаментальные проблемы, стоящие перед наукой сегодня.
Проблема тёмной материи и тёмной энергии
Тёмная материя и тёмная энергия – две из самых больших загадок современной космологии. Они невидимы для нас, не взаимодействуют с электромагнитным излучением, но их присутствие ощущается через гравитационные эффекты.
Тёмная материя:
* Наблюдаемые эффекты:
* Скорость вращения галактик: Галактики вращаются быстрее, чем предсказывают модели, основанные на видимой материи.
* Гравитационное линзирование: Свет искривляется под воздействием гравитации, создавая искажения изображений далеких объектов. Эти искажения свидетельствуют о наличии гравитационных линз, создаваемых невидимой материей.
* Структура крупномасштабных структур: Распределение галактик и скоплений галактик во Вселенной также указывает на наличие невидимой материи, которая удерживает их вместе.
* Кандидаты:
* Слабо взаимодействующие массивные частицы (WIMP): Гипотетические частицы, которые слабо взаимодействуют с обычной материей.
* Активные галактические ядра (AGN): Ядра некоторых галактик, которые испускают мощные струи вещества.
* Нейтрино: Легкие элементарные частицы, которые слабо взаимодействуют с материей.
* Сверхмассивные черные дыры: Массивные черные дыры, которые могут оказывать сильное гравитационное воздействие.
Тёмная энергия:
* Наблюдаемые эффекты:
* Ускорение расширения Вселенной: Вселенная не просто расширяется, но расширяется с ускоряющейся скоростью.
* Космологическая постоянная: Параметр в теории относительности, который описывает скорость расширения Вселенной.
* Гипотезы:
* Вакуумная энергия: Энергия пустого пространства, которая может проявляться как тёмная энергия.
* Модифицированная гравитация: Теории, которые предполагают, что гравитация работает по-другому на больших расстояниях, чтобы объяснить ускоренное расширение Вселенной.
* Свойства самого пространства-времени: Возможно, само пространство-время обладает свойством, которое заставляет его расширяться с ускорением.
Проблема:
* Непонимание природы: Мы не знаем, что такое тёмная материя и тёмная энергия, из чего они состоят и как они взаимодействуют с обычной материей.
