Пояснення всього — навіть в обмеженому сенсі розуміння всіх аспектів взаємодій та елементарних складових Всесвіту — є одним із найвеличніших завдань, що коли-небудь поставали перед наукою. І теорія струн уперше дає нам досить глибокий підхід до розв’язання цього завдання. Але чи зможемо ми коли-небудь зрозуміти все, на що здатна теорія, і, наприклад, обчислити маси кварків або константу зв’язку електромагнітної взаємодії, від точних значень яких так багато залежить у Всесвіті? Як зазначалося вище, на шляху до мети стоять численні теоретичні перешкоди; сьогодні найважливіше побудувати завершене формулювання теорії струн/М-теорії, яке не спирається на теорію збурень.
читатиКосмологія справляє на нас надзвичайно глибокий, майже гіпнотичний вплив. Розуміння того, як усе відбувалося на початку, є, принаймні для декого з нас, найближчим дотиком до таємниці того, чому все це почалося. Тут не стверджується, що сучасна наука встановлює зв'язок між питанням «Як?» і питанням «Чому?» — вона цього не робить, і цілком може виявитися, що такого наукового зв'язку ніколи не буде встановлено. Але космологія дотримує слова й поступово веде нас до найповнішого розуміння арени дії «чому» — до розуміння народження Всесвіту. І це, принаймні, дає нам змогу розвивати науковий підхід, у межах якого такі питання можна ставити. Іноді глибока обізнаність у питанні — найкраща заміна відсутньої відповіді.
читатиОдин з універсальних уроків останнього століття полягає в тому, що відомі закони фізики узгоджуються з принципами симетрії. Спеціальна теорія відносності ґрунтується на симетрії, описуваній принципом відносності, — симетрії між усіма системами відліку, що рухаються одна відносно одної зі сталою швидкістю. Гравітаційна взаємодія, відповідно до її опису в загальній теорії відносності, ґрунтується на принципі еквівалентності, який узагальнює принцип відносності на випадок систем відліку, що рухаються довільним чином. Нарешті, сильна, слабка та електромагнітна взаємодії ґрунтуються на абстрактніших принципах калібрувальної симетрії.
читатиЧорні діри — одні з найнезвичайніших об’єктів, передбачених загальною теорією відносності Ейнштейна. Вони мають цікаву історію, оскільки принесли теоретикам чимало несподіванок і дали змогу краще зрозуміти природу простору-часу.
Згідно з теорією всесвітнього тяжіння Ісаака Ньютона, якщо підкинути предмет, він упаде під дією земного тяжіння. А чи можна запустити його з такою швидкістю, щоб він не повернувся на Землю? Можна.
Якщо надати йому швидкості, більшої за другу космічну (близько 11 $km\,c^{-1}$), тоді він покине гравітаційне поле планети. Ця швидкість виходу залежить від маси та радіуса земної кулі. Якби Земля була масивнішою за її нинішнього розміру або мала менший радіус, то ця швидкість була б більшою.А що, як густина і маса космічного тіла настільки великі, що швидкість виходу з його гравітаційного поля більша за швидкість світла? Таке тіло видаватиметься зовнішньому спостерігачеві абсолютно чорним, оскільки світло не може його покинути.
читатиЗ усіх сил природи гравітація, очевидно, найуніверсальніша. Гравітація впливає на все, що має енергію, і реагує на нього, вона має безпосередній стосунок до структури простору-часу. Універсальна природа гравітації також розкривається в тому, що її рівняння подібні до рівнянь термодинаміки та гідродинаміки. До сьогодні пояснення цієї подібності не знайдено.
Гравітація панує на величезних відстанях, але її вплив непомітний на малих відстанях, її основні закони було перевірено лише на відстанях, більших за міліметр. Гравітацію також набагато складніше узгодити з квантовою механікою, ніж усі інші сили. Тому об’єднання на мікроскопічному рівні гравітації з іншими силами природи може виявитися неправильним підходом. Відомо, що це породжує безліч проблем, призводить до загадок і парадоксів. Теорія струн певною мірою розв’язує їх, але не всі. Усе ж ми маємо з’ясувати, чого нас навчає розв’язок теорії струн.
читати