首页 > 时间简史 > 第26章 物理学的统一(1)

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1974年,巴黎的朱勒・谢尔克和加州理工学院的约翰・施瓦兹颁发了一篇论文,指出弦实际能够描述引力,只不过其张力要大很多,约莫是1000万亿亿亿亿吨(1前面跟39个0)。在凡是标准下,弦实际和广义相对论的预言是不异的,但在非常小的标准下,比十亿亿亿亿分之一厘米(1厘米被1前面跟33个0除)更小时,它们就不一样了。

另一个启事是,约翰・施瓦兹和伦敦玛丽皇后学院的迈克・格林颁发的一篇论文指出,弦实际能够解释内禀的左手征性的粒子存在,正如我们察看到的一些粒子那样。不管甚么启事,大量的人很快开端作弦实际的研讨,并且生长了称之为杂化弦的新情势,这类情势仿佛能够解释我们观察到的粒子范例。

两根弦能够连接在一起,构成一根伶仃的弦;在开弦的景象下只要将它们的端点连在一起便可。在闭弦的景象下,像是两条裤腿归并成一条裤子。近似地,一根伶仃的弦能够分红两根弦。在弦实际中,本来觉得是粒子的东西,现在被描画成在弦里观光的颠簸,如同振动着的鹞子的弦上的颠簸。一个粒子从另一个粒子发射出来或者被接收,对应于弦的分化和归并。比方,太阳感化到地球上的引力,在粒子实际中被描述成由太阳上的粒子发射出并被地球上的粒子接收的引力子。在弦实际中,这个过程对应于一个H形状的管(在某种方面,弦实际有点像管道工程)。H的两个垂直的边对应于太阳和地球上的粒子,而程度的横杠对应于在它们之间观光的引力子。

但是,他们的事情并没有引发很大的重视,因为约莫恰是当时候,大多数人丢弃了本来的强感化力的弦实际,而倾慕于基于夸克和胶子的实际,后者仿佛和观察合适得更好。谢尔克死得很惨(他受糖尿病折磨,在四周没人给他注射胰岛素时昏倒死去)。如许一来,施瓦兹几近成为弦实际的唯一支撑者,只不过现在假想的弦张力要大很多罢了。

1984年,因为两个较着的启事,人们对弦实际的兴趣俄然重生。一个启事是,在证明超引力是有限的以及解释我们察看到的粒子的种类方面,人们未能真正获得停顿。

在前几章中,我描述了引力的部分实际即广义相对论和制约弱力、强力和电磁力的部分实际。这后三种实际能够归并成为所谓的大同一实际(GUT)。这个实际并不令人非常对劲,因为它没有包含引力,并且因为包含不能从实际预言,而必须报酬挑选以和观察合适的一些量,比方分歧粒子的相对证量,等等。要找到一个将引力和其他力同一的实际,首要困难在于广义相对论是一个“典范”实际;也就是说,它没有将量子力学的不肯定性道理连络出来。另一方面,其他的部分实际却以非常根基的情势依靠于量子力学。是以,第一步必须将广义相对论和量子力学连络在一起。正如我们已经看到的,这能产生一些明显的推论,比方黑洞不是黑的,宇宙没有任何奇点,是完整自足的并且没有鸿沟。正如第七章解释的,费事在于,不肯定性道理意味着乃至“空虚的”空间也充满了虚的粒子和反粒子对,这些粒子对似应具有无穷的能量,并且由爱因斯坦的闻名方程E=mc2得知,这些粒子似应具有无穷的质量。如许,它们的引力的吸引就会将宇宙卷曲到无穷小的标准。

弦实际有一个古怪的汗青。它本来是60年代前期被发明出来,以试图找到一个描述强力的实际。其思惟是,诸如质子和中子如许的粒子可被以为是一根弦上的颠簸。这些粒子之间的强力对应于连接其他一些弦之间的弦的片短,正如在蜘蛛网中一样。这弦必须像具有约莫10吨拉力的橡皮带,才气使这实际给出粒子之间强力的察看值。

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