Юный техник 1994-09, страница 14




Юный техник 1994-09, страница 14

цию в структуре пространства времени, в то время как квантовая механика рассматривает силы, управляющие материей, взаимодействия энергетических пакетов, называемых квантами.

Каждая в своей области, обе теории работают достаточно хорошо. Квантовую механику ученые в основном используют для описания микроскопических эффектов, происходящих в мире элементарных частиц, а к общей теории относительности обращаются тогда, когда приходится описывать явления вселенского масштаба.

И все-таки очень точит червячок сомнения: «Нет ли на свете единой теории, способной описать все явления от кварка до квазара?..» И время от времени они ее изобретают. Например, в течение последнего десятилетия умами многих владела так называемая квантовая теория гравитации, основанная на суперструнах — неких бесконечно малых сгустках, или петлях энергии, которые предположительно дают начало всем фундаментальным частицам и силам.

Впрочем, похоже, ныне теоретики запутались в петлях суперструн столь основательно, что наиболее практичные ученые уже махнули на них рукой. И обратили свои взоры на другой, более «скромный» подход к квантовой теории гравитации. Новый подход что-то взял от теории суперструн, поскольку в его основе тоже лежат некие миниатюрные петли. Однако они теперь, по мнению ученых, должны описывать (или опоясывать?) не объекты или события, а само пространство.

Модель в честь изобретателя назвали теорией Аштекара — преподавателя того самого Сиракузского университета, где работает и Смолин, с высказывания которого мы начали этот рассказ.

«Теория была задумана в начале 80-х годов,— говорит он,— и к настоящему времени претерпела некоторые изменения...»

Действительно, поначалу Аштекар попросту отметил, что сформулировать гравитацию в терминах квантовой механики — не такая уж сложная задача. Общая теория относительности предсказывает, что тяготение, подобно другим силам природы, распространяется в пространстве со скоростью света. Но свет, как известно, состоит из отдельных квантов — фотонов. Вполне логично предположить, что и гравитационные волны, подобно световым, тоже состоят из квантовых частиц — гравитонов, свойства которых сходны со свойствами как фотонов, так и клюонов или других элементарных частиц, участвующих во взаимодействиях...

Математический аппарат для подобных описаний был создан еще в 60-х годах. Это так называемый метод возмущений, который позволяет не противоречить принципу неопределенности Паули, согласно которому в мире элементарных частиц нельзя, скажем, одновременно определить местоположение электрона и его энергетику. Аналогично и метод возмущений в мире звезд и галактик не позволяет определять происходящие процессы слишком точно, а лишь приближенно.

Впрочем, применительно к квантовой модели гравитации, оказалось, что метод возмущений не может все же устранить некоторых противоречий. Аштекар посчитал: причина в существенном различии между тяготением и другими силами в природе. Метод возмущений основан ведь на предположении, что кванты, передающие действие силы, переносятся, сталкиваются и «делают различные пируэты на неизменной сцене пространства-времени». Однако согласно общей теории относительности гра

12



Обсуждение
Понравилось?
Войдите чтобы оставить комментарий
Понравилось?