КОНЦЕПЦІЯ КВАНТУВАННЯ ПРОСТОРУ І ЧАСУ

Отриману вище комбінацію світових постійних з розмірністю маси можна вважати природною одиницею виміру маси, на відміну від прийнятої за згодою метрологів одиницею 1 кг. Точно так само можна ввести природну одиницю вимірювання відстаней. Переконаємося, що розмірність довжини відповідає розмірності наступного виразу:

Перейдемо до формули для фізичних величин:

Введену постійну називають довжиною Планка, про що нагадує її підрядковий індекс. Якщо виконати розрахунок, то отримаємо для планковской довжини величину порядку десяти в мінус тридцять п'ятого ступеня метра. Вважають, що менших інтервалів простору не існує. Це як би межа дискретності, подільності простору.

Відповідне час планка, з мінімальною тривалістю, можна знайти як інтервал часу, необхідний світлу для проходження довжини Планка:

Порядок величини планковского часу виявляється дорівнює десяти в мінус сорок третього ступеня секунди.

Незважаючи на свою простоту, наведені оцінки відіграють дуже велику роль в сучасному природознавстві. Вони служать базою для концепції квантового просторово-часового континууму. В рамках цієї концепції вважають, що простір і час можна вважати безперервними тільки до тих пір, поки масштаб відстаней багато більше планковской довжини, а масштаб тимчасових інтервалів не підходить до рубежу планковского часу. При порівнянних відстанях або при порівнянних тимчасових «відрізках» простір-час дискретно.

Подумки уявіть собі кубик, ребро якого дорівнює планковской довжині. Це буде саме спрощене уявлення про тривимірній проекції «елементарної комірки» чотиривимірного просторово-часового континууму. Менших обсягів розрізнити буде неможливо.

Рух частинки-об'єкта в такій моделі буде подібно до руху стану-вогника по гірлянді лампочок, про який ми говорили раніше. Частка-стан зникає в одній «осередку» і з'являється, народжується в сусідній, роблячи дискретний крок в чотиривимірному просторі-часі. З великого, макроскопічного відстані дискретність руху буде неможливо розрізнити.

Звичайно, нам дуже важко уявити собі чотиривимірні кубики і процес руху по таким осередкам. В якійсь мірі тут можна скористатися науковим методом аналогії. Спробуємо розглянути процес руху частинки в звичному для нас тривимірному просторі, але з точки зору двомірних істот, «плоскатіков». (Хорошим прикладом двомірного спостерігача є тінь на площині від реального спостерігача - тінь не має товщини.) Перетнемо тривимірний тор (бублик) площиною. Вона буде областю існування «плоскатіков» (рис. 50). Нехай частинка з майданчика № 1 переходить на майданчик № 2 по траєкторії, показаної на малюнку пунктиром (всередині тривимірного тора). Для нас, тривимірних істот, нічого незвичайного немає, ми весь час бачимо траєкторію руху. А ось для плоскатіков буде парадоксом потрапляння частинки з одного майданчика на інший, так як вони (площадки) на їх площині просторово рознесені.

Зв'язок двох положень у різних вимірах

Мал. 50. Зв'язок двох положень у різних вимірах

Для плоских істот буде незрозумілим, як розділені ділянки площині можуть належати чогось спільного, якомусь тривимірному тору. Адже щоб побачити цю спільність, треба вийти за межі звичної площини, стати тривимірними істотами.

Наведена аналогія потрібна ось для чого. Реально мікрочастіца- стан рухається в чотиривимірному «обсязі». Слід же її прилади реєструють в тривимірному просторі. Тому частка може на якийсь час «зникати» з тривимірного перетину багатомірного континууму, як вона йде з плоского перетину тора на рис. 50. І з'являтися «раптово» в іншому місці тривимірного перетину.

Геометричні (топологічні) властивості таких просторів відповідають за той спектр мас, зарядів, спинив, які спостерігаються для елементарних частинок в даний час. За останніми теоріям для опису спостережуваних значень потрібно двенадцатімерное простір. Висока розмірність стає помітною лише на план-ківських відстанях, тоді як на великих масштабах проявляється основна розмірність, що дорівнює чотирьом.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >