Краткое изложение результатов второй революции в теории суперструн

Важнейший результат, полученный в ходе второй революции в теории суперструн, по-

Глава 12. Р—Р° рамками струн: РІ поисках Рњ-теорииВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВ 189

РРёСЃ. 12.1.РњРЅРѕРіРёРµ РіРѕРґС‹ физики, работавшие СЃ пятью теориями струн, думали, что РѕРЅРё исследукп совершенно различные теории	РРёСЃ. 12.2.Результаты,В полученныеВВ РІВ ходе второй революции в теории суперструн, показали, что РІСЃРµ пять теорий РІ действительности являются частью единого формализма, условно названного Рњ-теорией

казан РЅР° СЂРёСЃ. 12.1 Рё 12.2. РќР° СЂРёСЃ. 12.1 изображена ситуация РґРѕ того, как стало возможным (частично) выйти Р·Р° рамки приближенных методов, традиционно используемых физиками для исследований РІ теории струн. Однако, как показано РЅР° СЂРёСЃ. 12.2, РІ свете последних результатов РІРёРґРЅРѕ, что РїРѕРґРѕР±РЅРѕ лучикам РјРѕСЂСЃРєРѕР№ звезды РІСЃРµ теории струн рассматриваются сейчас как части единого целого. (Рљ концу этой главы, РЅР° самом деле, станет СЏСЃРЅРѕ, что даже Рё шестая теория — шестой лучик звезды — будет вписана РІ это объединение.) Этот единый формализм РїРѕ причинам, которые станут ясными РІ дальнейшем, условно назвали Рњ-теорией. РРёСЃ. 12.2 иллюстрирует эпохальное достижение РІ поисках окончательной теории. РўСЂРѕРїС‹ исследований РІ теории струн, которые, казалось, ведут РІ разные стороны, слились РІ РѕРґРЅСѓ широкую РґРѕСЂРѕРіСѓ — единую Рё всеохватывающую теорию, которая вполне может оказаться РёСЃРєРѕРјРѕР№ «теорией всего».

Хотя предстоит проделать еще много работы, две основные характеристики М-теории уже установлены физиками. Во-первых, М-теория рассматривает одиннадцать измерений (десять пространственных и одно временное). Подобно тому, как Калуца внезапно обнаружил, что одно дополнительное пространственное измерение можно использовать для объединения гравитации с электромагнетизмом, теоретики осознали, что одно дополнительное пространственное измерение в теории струн (помимо оставшихся девяти пространственных и одного временного, обсуждавшихся в предыдущих главах) позволяет осуществить более чем удовлетворительный синтез всех пяти вариантов теории струн. Кроме того, это дополнительное измерение возникает не из воздуха: теоретики обнаружили, что выводы о существовании одного временного и девяти пространственных измерений, сделанные в 1970-х и 1980-х гг., являются приближенными, а точные вычисления показывают, что одно пространственное измерение в те годы осталось незамеченным.

Второе установленное свойство М-теории состоит в том, что она, кроме колеблющихся струн, включает и другие объекты: колеблющиеся двумерные мембраны и трехмерные капли (последние называют 3-бранами), а также и многие другие составляющие. Это свойство, как и одиннадцатое измерение, возникает вследствие отказа от приближений, использовавшихся до середины 1990-х гг. Если не считать этих и ряда других результатов, полученных в последние годы, М-теория остается мистической (этим объясняется одно из предложенных толкований буквы «М» в ее названии). Физики всего мира с большим энтузиазмом работают над тем, чтобы добиться полного понимания М-теории, и эта задача вполне может стать центральной проблемой физики XXI в.

190ВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВ Часть IV. Теория струн Рё структура пространства-времени