CC BY
20ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ (TECHNICAL SCIENCE)
УДК 52
Дадалян Д.А.
студент 4 курса напр. «Фармация» Ульяновский государственный университет (Россия, г. Ульяновск)
РОЛЬ ФИЗИКИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
В РАЗВИТИИ СОВРЕМЕННОГО ПОНЯТИЯ О ВСЕЛЕННОЙ
Аннотация: наиболее глубокие знания о законах природы и в целом о нашей Вселенной дают исследования в области элементарных частиц и астрономии. В статье анализируется ряд подходов современной физики в различных аспектах, на которые прямо или косвенно влияет проблема пространства. Варианты космологий, основанные на теории относительности, квантовой механике, теории инфляции, модели голографической вселенной, модели вселенной, и их научное обоснованные комбинации исследуются для специфики категорий интерпретации пространства в каждом конкретном случае. На основе историко-философского анализа устанавливается связь между традиционными трактовками концепции пространства в философии и современными в физике. Заключен контекст некоторых современных физических теорий, чтобы привнести новые измерения в понимание пространства (при сохранении некоторых классических концепций).
Ключевые слова: вселенная, физика, концепции, анализ, модель, частицы.
Краткий обзор космической проблемы
Применительно к понятию пространства условно выделяют следующие характеристики (также связанные между собой): конечность или бесконечность; наличие пустот и материи или отсутствие такого разделения; возможность движения, непрерывности и прерывности; наличие пространства, солидности. История вопроса о конечности или бесконечности пространства подробно обсуждалась в работе Александра Койре [Koyre , 1957], и некоторые идеи по этому поводу также выражены в статье. Другая проблема касается места и
материи. Следует ли различать материальный объект, его местонахождение и граничное место? В таком случае пространство является «местом», а материя отличается от пространства. Тогда возникает вопрос о сущности «места» - пустое пространство или ничто? Даже элеаты знали об этой проблеме - у них нет пустот, и поэтому многое невозможно, в том числе и движение. Следовательно, мир элеатов - единое, неделимое, неподвижное пространство. Фактически в этой ситуации исчезает разница между пространством и материей. Аристотель признавал существование «места», но не пустоты, что приводило к непреодолимым столкновениям.
Одно из важнейших различий во взглядах на сущность материи древних философов и ученых Нового времени состоит в том, что первые из них созвучны. Знаменитые парадоксы Зенона по-прежнему актуальны, доказывая, что движения и множественности не существуют, что, таким образом, подрывает основы ранней пифагорейской математики с ее объектами, образующими дискретные монады. Начатая Левкиппом-Демокритом (который пытался избежать этих парадоксов), программа атомизма, идеи Пифагора, развитые Платоном (его дискретные элементы - точка, линия, плоскость) и Евдоксом, физика Аристотеля и геометрия Евклидина привели к интересным результатам теории сегодня. В 20 веке установился атомизм. С одной стороны, в нем говорится о веществе атомов (кварки, электроны, фотоны, частицы, передающие взаимодействия, и т. д. здесь более уместны), но с другой стороны, он рассматривает атомы как точки без физических размеров в математическом теле. Если частицы являются физически дискретными, но математически непрерывными (без минимального размера) единицами в стандартной модели физики элементарных частиц, то теория струн и теория петлевой квантовой гравитации заявляют, что обе их области имеют конечный размер. Однако это показывает дискретную природу «находящейся в космосе» материи, но не разрозненную природу самого пространства. Попытки определить пространство как дискретное равносильны утверждению, что пространство не
фундаментально, а «состоит» из чего-то. В настоящее время вопрос остается открытым.
Типы мультивселенных
Простейший тип мультивселенной возникает из единственного предположения: пространство бесконечно. Любопытно, что идеи Николая Кузанского и Джордано Бруно наиболее подходят для концепции такой мультивселенной. Однако Николай Кузанский считал, что все миры должны быть уникальными [Николай Кузанский, 2001], и это, как будет показано ниже, является необоснованным условием. Бруно также поднял важный вопрос, что «действие и потенция - одно и то же» [Bruno, 2004], тем самым постулируя, что существует все вообразимое. Однако в случае физически возможных вселенных законы физики ограничивают «все вообразимое».
Из возможных вариаций частиц и их комбинаций. Количество комбинаций огромно, но, вероятно, будут повторения в бесконечной вселенной (бесконечное количество раз). Следовательно, существует бесконечное количество миров, которые повторяются бесконечно. Повторяемость оказывается важным условием понимания мультивселенной. В противном случае мы возвращаемся к традиционным вариациям бесконечной вселенной, типичным для верований Нового времени. Эта модель описывает единое бесконечное пространство. Он классический в том смысле, что с точки зрения физики рассматривается как дискретный и означает место для всех возможных конфигураций материи. Тем не менее, его нельзя назвать пустым, поскольку он «пронизан» различными полями, которые в рамках квантовой теории поля можно отождествить с частицами. У каждой частицы есть поле (поскольку невозможно точно локализовать частицу в конечном пространстве, флуктуирующую частицу можно считать квантом поля). Однако поле - это не пространство; поля как бы «расположены» в пространстве, определяя свойства материи, взаимодействия которой активны в пространстве.
Понятие «время» тоже непросто: рассматривать его как бесконечное возможно только в случае существования внешнего времени по отношению ко всем симуляциям, в противном случае существует внутреннее время каждой индивидуальной симуляции, и в этом случае симуляции не могут быть расположены последовательно во времени настоящее время. В таком мире вся реальность - это математика (или сама эта субстанция), а познание мира - это изучение самой математики. Это согласуется с пифагорейской концепцией «все есть числа» Роджер Пенроуз известен своей крайней позицией в вопросе о роли математики - он твердо уверен, что единственная реальность - это мир математических абстракций [Penrose, 2004]. Если мы принимаем эту версию множественности, необходимо признать, что концепция пространства как физической реальности представляет собой фикцию.
Заключение
В обсуждаемых теориях часто можно встретить, что пространство выступает как определенная сцена действия, где происходят события микрокосма и макрокосма. Описанные теории макромира основаны на общей теории относительности. Пространство общей теории относительности неотделимо от времени. Это особенно очевидно с последствиями теории черных дыр. «Внутри» черной дыры пространство и время меняются местами, поэтому движение в пространстве становится движением во времени после пересечения (гипотетического) горизонта событий. Исследования в области такой общей теории относительности, как черные дыры или даже их энтропии, также дополненные теорией суперструн, привели к идее Вселенной, основанной на голографическом принципе. При исследовании возможных характеристик пространства следует также более внимательно рассмотреть следующий вопрос: каковы невозможные характеристики? Относительно вопроса о вероятном распределении разумной жизни в мультивселенной из-за антропного принципа Стивен Вайнберг [Weinberg, 1989] пришел к выводу, что образование галактик (с признанным обязательным условием появления наблюдателей) возможно.
только для определенных значений космологической постоянной. Таким образом, теоретически значения константы могут варьироваться. Это означает, что нет смысла спрашивать о свойствах и строении Вселенной, пространства. Ответ: это всего лишь одна из всех возможных конфигураций. Однако, даже с учетом этого, прежние вопросы о том, является ли это местом или материей -имеет длину или нет, непрерывно или прерывно, фундаментально или нет - все еще остаются актуальными и вписываются в современную научную парадигму.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Aristotle, 1998 - Aristotle. Metaphysics. L., 1998. Aspect, Grangier, Roger, 1982 - Aspect A., Grangier P., Roger G. Experimental Realization of Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm Gedankenexperiment: A New Violation of Bell's Inequalities // Physical Review Letters. 1982. Vol. 49, Iss. 2. Bardeen, Steinhardt, Turner, 1983 - Bardeen J.M., Steinhardt P.J., Turner M.S. Spontaneous Creation of Almost Scale-Free Density Perturbations in an Inflationary Universe // Phys. Rev. 1983. D 28.
Bekenstein, 1976 - Bekenstein J. Black Holes and Entropy // Phys. Rev. 1976. D7. Bell, 1964 - Bell J.S. On the Einstein Podolsky Rosen Paradox // Physics. 1964. 1 1, 3.
Bell, 1987 - Bell J.S. Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics. Cambridge, 1987.
Bergerac, 1657 - Bergerac Cyrano de. Histoire comique par Monsieur de Cy- rano Bergerac contenant les Estats & Empires de la Lune. P., 1657. Bohm, 1983 - Bohm D. A Suggested Interpretation of the Quantum Theory in Terms of 'Hidden' Variables, I and II // J.A. Wheeler and W.H. Zurek (eds.). Quan- tum Theory and Measurement. Princeton, 1983.
Born, 1926 - Born M. Zur Quantenmechanik der Stoßvorgänge. // Zeitschrift für Physik. 1926. Bd. 37, 1 12.
Broglie, 1965 - Broglie L. de. Revolution in Physics (New Physics and Quan- ta). M., 1965. (In Russian)
Bruno, 2004 - Bruno, G. Cause, Principle and Unity. N.Y., 2004.
Dadalyan D.A.
4th year student Ulyanovsk State University (Russia, Ulyanovsk)
ROLE OF ELEMENTARY PARTICLE PHYSICS IN THE DEVELOPMENT OF A MODERN UNIVERSE CONCEPT
Abstract: the deepest knowledge about the laws of nature and about our Universe in general is provided by research in the field of elementary particles and astronomy. The article analyzes a number of approaches of modern physics in various aspects, which are directly or indirectly influenced by the problem of space. Variants of cosmologies based on the theory of relativity, quantum mechanics, the theory of inflation, the model of the holographic universe, the model of the universe, and their scientifically grounded combinations are investigated for the specificity of the categories of interpretation of space in each specific case. On the basis of historical and philosophical analysis, a connection is established between traditional interpretations of the concept of space in philosophy and modern interpretations in physics. The context of some modern physical theories is included in order to bring new dimensions to the understanding of space (while retaining some classical concepts).
Keywords: universe, physics, concepts, analysis, model, particles.
