Kommentarer? Skicka e-post till indexkompaniet@galaxycorp.com
© indeXzine Utges av Indexkompaniet Nilsson HB In Association with Amazon.com
Gör Ditt Eget indeXzine Webkort och skicka till en vän

Vetenskapsfilosofi - Det stora är detsamma som det lilla!
Vi behöver partiklar
att sondera med


In Search of the Ultimate Building Blocks by Gerard 't Hooft
Vi snuddade vid supersträngteorin i förra numrets artikel. Den här gången ska vi uppehålla oss vid ett av supersträngteorins märkligaste resultat - att det stora är detsamma som det lilla. Det har att göra med något som vi bara fastslog i förra artikeln, att vi aldrig (ens i princip) kan mäta något som är mindre än Plancklängden.

Varför skulle det finnas en minsta storlek? Enligt Einsteins allmänna relativitetsteori är det inte så, där kan rum, tid och massa sammanfalla i singulariteter. Men bortom Plancklängden har vi ingen möjlighet att beskriva den fysiska verkligheten. Som vi såg i förra artikeln kan vi inte ens skilja på något och intet!

Supersträngteorin, som är den enda teori som på ett konsistent sätt kan omfatta både kvantmekaniken och den allmänna relativitetsteorin, visar på en möjlig väg ur det här dilemmat. Det har att göra med att alla partiklar ytterst är små, små sammanhängande strängar (en bra analogi är små gummisnoddar) som kan komprimeras, tänjas och vibrera på olika sätt. Varje sätt motsvarar en elementarpartikel.

Till skillnad från den gamla typen av elementarpartikel som antogs äga alla sina fysiska attribut - såsom massa, elektrisk laddning osv - i en enda punkt och därför kunde tänkas krompimeras till en enda punkt, kan dessa små gummisnoddar inte tryckas ihop till mindre än en snoddsamlingssfär av Plancklängd. Det verkar inte lösa vårt dilemma. Men supersträngteorin visar oss att fysiken inom denna Plancklängdssfär är exakt densamma som fysiken i större dimensioner!

Hur går det till?

Samma fysik på två sätt

  The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory by Brian Greene
Det visar sig att begreppet längd inte är entydigt. Man kan inte alltid mäta längd på samma sätt. När vi läser av ett streck på en mätsticka använder vi oss t ex av ljusets fotoner. Men om strecket vore tillräckligt tunt kunde vi inte göra det eftersom ljusets minsta delar (fotonerna) är relativt stora (för att vara elementarpartiklar). Vi kan se betydligt mindre saker med elektronmikroskop än med vanliga mikroskop just därför att elektronerna är så mycket mindre än fotonerna.

Generellt kan vi säga att för att utforska den fysiska världen tittar vi efter hur partiklar reflekteras av det objekt vi studerar. En "lättare" partikel reflekteras av en större, trögare parktikel. Om vi stöter en biljardboll mot en annan biljardboll rakt på rullar den träffade bollen bort och den vi stötte stannar i den bollens läge. Om vi inte kunde se vad som hände på biljardbordet, utan vore hänvisade till att känna när vår boll kom tillbaka, kunde vi inte veta om vår boll verkligen träffat den andra bollen eller bara fortsatt och rullat ner i ett hål på andra sidan bordet. Detta i analogi till varför vi inte vet om vi träffat något eller inte vid Plancklängden! Våra sonderingspartiklar har samma energi som målet för utforskning!

I supersträngteorin får emellertid partiklarna sin energi på två olika sätt. Ett sätt motsvarar den energi du känner som ett tryck mot fingret när du ringlar om en gummisnodd flera gånger runt ett finger, ett annat är den vibrationella uniforma energin i supersträngen. Den senare visar sig vara omvänt proportionell mot den förra. Det är som om du hade tillgång till ett ihåligt biljardklot som du använde när ville stöta rakt på det andra klotet och ändå få tillbaka ditt klot.

För att göra begreppet längd entydigt måste vi ge den operationella definitionen att vi alltid använder den "lätta" sonderingspartikeln vid våra mätningar. Effekten blir att våra längdmätningar tycks "studsa" vid Plancklängden, från att ha gått från det större till det mindre går vi nu från det mindre till det större. Men det är samma fysiska verklighet vi utforskar. Om vi kunde fortsätta att använda den "tunga" sonderingspartikeln bortom Plancklängden skulle vi se samma fysiska attribut hos verkligheten som vi gör när vi byter till den "lättare" - fast vi skulle befinna oss i ett pyttelitet universum som drog ihop sig istället för ett stort universum som utvidgar sig!

Storleken har verkligen ingen betydelse!

Vetenskapsfilosofi i nästa nummer: Kommentarer och invändningar!

In Association with Amazon.com
Net-On`s Banner Exchange - The Best Targeting of the Net
Net-On`s Banner Exchange - Annonsering för Svenska Företag
Member of the Sweden HyperBanner