A húrelméletben emlegetett dimenziók micsodák?

Na, na!

Nem lesz ez így egyszerű!

Képzeld el, hogy van egy lufid, leeresztve. Ez ugye kicsi, és nem feszül sehol. Van neki 3 dimenziója (egy sík meg egy vastagság).

Ha felfújod, ebből 2 dimenzió nagyon nagy lesz: létezik több méteres lufi is.

De a vastagság marad nagyjából, amilyen volt.

A világunkat is így képzelheted el: kezdetben is volt 11 dimenzió, de mind nagyon kicsi. Nem fért el benne egy proton, tehát az még nem létezett. Tiszta energia volt csak benne, vagyis fotonok: de iszonyú sok és mind hatalmas energiával.

Aztán ez a világ kitágult, de csak 3 dimenziója. Most már elfér benne sok minden - DE a maradék 7 dimenzió nem tágult ki, az épp olyan pici, mint a keletkezéskor. Ezeket még az atomok sem látják, annyira kicsik - csak az atomoknál jóval kisebb elemi részecskék férnek el bennük.

Ezek viszont érzik, hogy nem csak 3 dimenzióban tudnak mozogni, ezért MÁSKÉPP viselkednek, mintha csak 3 dimenzió lenne.

Pl. képzelj el egy bolhát egy szál zsinóron egyensúlyozva. Végigmehet hosszában: ezt mi is látjuk. Viszont körbe is mehet a zsinóron, és ezt már nem látjuk! Egyelőre...

"Ahogy olvasom, az a lényeg, hogy addig bontották az atomot, amíg már csak ilyen rezgő, húr szerű valamik maradtak."

Ez az, ami tévedés. Ilyen szinten még nem sikerült az anyagot lebontani, hogy valójában eljussunk a húrok szintjére. A húrelmélet azért elmélet, mert a gyakorlatban eddig nem sikerült bebizonyítani. Valójában elméleti levezetés létezik rá, de egyelőre még több nincs.

Ez a "lebontás" is érdekes dolog, ugyanis egy kvark kb. 100-szor olyan nehéz, mint a proton, amiben ugye három ilyen van. Amikor egyesülnek, ebből a tömegből energia lesz, csak egy kicsi marad, és ez a proton.

Ezen kívül a kvarkokat nem lehet eltávolítani egymástól, ugyanis ilyenkor újabb kvarkok keletkeznek közöttük. Ha jó hosszan széthúzol 2 kvarkot, akkor közöttük annyi kvark keletkezik, amennyi pontosan kitölti a helyet.

Csak azt lehet megcsinálni, hogy sok kvarkot összenyomsz, és akkor lesz belőle egy folyadék. De ennek a hőmérséklete milliárd fokban mérhető, a nyomása meg akkora, amit nem bírunk egyben tartani, rögtön felrobban az egész.

Kvantummechanika és relativitáselmélet ismeret kellene hozzá, a húrelmélet ugyanis ún. "mindenség elmélete" (theory of everything) jelölt; a kv.m. és a r. egyesítése a célja. Ezek nélkül elég nehéz, hogy mi-miért kell úgy legyen. De megpróbálom.

Az egész Einstein ötletére, a "fizika geometrizálására" megy vissza. (Dávid Gyulának még előadása is van ilyen címen.) Annyi esetleg megvan neked is a relativitáselméletről, hogy a gravitációt a tér alakváltozásaival magyarázza. Einstein arra gondolt, hogy ha megfelelő geometriai modellt használnánk, akkor esetleg lehetséges lenne az ÖSSZES alapvető erőt (pl. az elektromágnesességet) csakis a tér viselkedésével magyarázni.

Azt talán szintén tudod, hogy a relativitás szintén nem Euler-féle geometriát használ, hanem ún. Riemann-geometriát (és az időt is egyfajta dimenzióként kezeli), tehát nem volt ez egy lehetetlen ötlet.

Meg is oldották! MÁR 1919-ben (mindössze 4 évvel Einstein relativitásának publikálása után) Kaluza és Klein fizikusok [link] felvázoltak egy olyan rendszert, ahol 5 dimenzióval gondolkodunk, és bemutatták, hogy az általuk felvázolt rendszerben az elektromégnesesséh gyakorlatilag automatikusan "adódik" a tér viselkedéséből.

Sajnos a KK elmélet nem igaz, többek között azért sem, mert a 30-as években a kvantummechanikusok felfedeztek 2 további, csak az atommag szintjén létező erőt (a "gyenge" és "erős" kölcsönhatást).

Közben kiderült, hogy egyesíthetőek egy elméletben az elektromágnesesség, a gyenge és az erős kölcsönhatás. Ez a mai "standard modell" (kvantummechanika) része.

Az marad, hogy a gravitációt is be kéne vinni, de ezt a k.m. és az r. összeférhetetlensége még nem hagyja.

Miért olyan problémás a k.m.? Miért más, mint a klasszikus fizika? Először is azért, mert nagyon gyakran ha valamilyen szmítást elvégzel, akkor egy végtelen értékű eredményt kapsz. A fizikusok persze kitaláltak módszereket, amivel ezt ki lehet valamennyire cselezni, mint a regularizáció vagy a renormalizáció. De igazából a kvantálás (amiből a k.m. a nevét kapja) is egyfajta híd a kvantumszinten megfigyelt események és a klasszikus fizika között, és ezt az ellentmondást sem sikerült még teljesen megoldani.

És hogy mi a dimenzió? Egyszerűen csak egy jellemző, egy mutatószám, egy változó, amivel a tér alakja, viselkedése leírható.

"Miért nem fogy el?"

Ez, bocsáss meg, elemi fizika, nem húrelmélet. :p

Energia sosem fogy el, max. átalakul.

Az hogy a Földön guruló golyó lefékez, a súrlódás miatt van, azaz hogy végig szorítja a gravitáció aFöldhöz és így az energiája hővé alakul.

De ha teljesen üres űrben elindítasz valamit, nem áll meg soha.

Valóban van egy entrópia nevű dolog, tehát hogy mivel a dolgok valóban folyamatosan ütköznek egymással, hatnak egymásra, stb., a mindenség, de legalábbis egy zárt rendszer (és nem tudjuk, hogy a világ az-e...) egyfajta egyensúly felé halad, ahol az energia a lehető legarányosabban oszlik el.

De attól még van! Még egy tökéletes egyensúlyú rendszerben is maradnak rezgések, fluktuációk. Boltzmann (akinek a nevéhez a modern termodinamika fűződik) például anno arról fantáziált, hogy mi van, ha a mi világunk is csak egy "rezgés" (ennek kapcsán emlegette azokat a bizonyos "agyakat", amik szintén a nevéhez fűződnek, bár ezt az ötletet később cáfolták).

A húrelméletről nem tudok nyilatkozni (nem tudok eleget) de igen, termodinamikai és kvantum fluktuációk (rezgések) maradnak maximális entrópiánál is.

Kvantummechanika esetében a határozatlansági elv léte követeli, hogy mindig maradjon kellő fluktuáció-szabadságot biztosító nullponti energia, akkor is ha a legalacsonyabb lehetséges energiaszintre (ground state) csökkentjük a rendszert.

"De itt ugye ezek a rezgések itt vannak a Földön."

Teljesen másról beszélünk, mi most kvantumszintű eseményekről dumálunk. Kb. ugyanígy megkérdezhetnéd , hogy a gravitáció mikor fogy majd ki és hagyja majd abba a vonzást.

Megtudhatnám, hogy az elsőt ki és miért pontozta le?

Vagy csak azért, mert nem érti?