Stringtheorie: Wissenschaft als Symmetrie
Das Prinzip der Symmetrie ist von entscheidender Bedeutung für das Studium der Physik und hat eine besondere Bedeutung für die String-Theorie im Besonderen. Symmetry liegt vor, wenn Sie etwas zu nehmen, verwandeln es in irgendeiner Weise, und nichts scheint über die Situation zu ändern. Wenn eine Umwandlung in dem System eine Änderung in der Situation führt, sagen Wissenschaftler, dass es a darstellt gebrochene Symmetrie.
Dies ist offensichtlich in der Geometrie. Nehmen Sie einen Kreis und ziehen Sie eine Linie durch seine Mitte, wie in dieser Figur.
Nun stelle man sich den Kreis blätterte um dieser Linie. Das resultierende Bild ist identisch mit dem Originalbild, wenn man über die Linie spitzelte. Das ist linear oder Spiegelsymmetrie. Wenn Sie die Abbildung um 180 Grad zu drehen waren, würden Sie wieder mit dem gleichen Bild landen. Das ist Rotationssymmetrie.
Das Trapez, auf der anderen Seite hat Asymmetrie (Oder fehlt Symmetrie), weil keine Rotation oder Reflexion der Form wird die ursprüngliche Form erhalten.
Die grundlegendste Form der Symmetrie in der Physik ist die Idee der Translationssymmetrie, das ist, wo Sie ein Objekt nehmen und sie von einer Stelle im Raum zu einem anderen zu bewegen. Wenn Sie von einem Ort zum anderen zu bewegen, sollten die Gesetze der Physik an beiden Orten gleich sein. Dieses Prinzip ist, wie Wissenschaftler Gesetze auf der Erde entdeckt wurden fernen Universum zu studieren.
In der Physik bedeutet aber, Symmetrie weit mehr als nur ein Objekt und Flipping nehmen, Spinnen, oder es durch den Raum gleiten.
Die detaillierten Untersuchungen der Energie im Universum zeigen, dass, egal in welche Richtung man schaut, Raum im Grunde das gleiche in allen Richtungen. Das Universum scheint sich von Anfang an symmetrisch gewesen zu sein.
Die Gesetze der Physik nicht im Laufe der Zeit ändern (mindestens nach Ansicht der meisten Physiker und schon gar nicht auf kurzen Zeitskalen, wie ein Menschenleben oder das gesamte Zeitalter der Vereinigten Staaten von Amerika). Wenn Sie ein Experiment, heute und führen das gleiche Experiment morgen ausführen, erhalten Sie im Wesentlichen das gleiche Ergebnis.
Die Gesetze der Physik besitzen eine grundlegende Symmetrie in Bezug auf die Zeit. die Zeit etwas ändern nicht das Verhalten des Systems ändern.
Diese und andere Symmetrien werden als von zentraler Bedeutung für das Studium der Wissenschaft zu sehen ist, und in der Tat haben viele Physiker erklärt, dass Symmetrie ist das wichtigste Konzept für die Physik zu erfassen.
Die Wahrheit ist, dass, während oft Physiker von der Eleganz der Symmetrie im Universum sprechen, der String-Theoretiker Leonard Susskind ganz recht, wenn er darauf hinweist, dass es interessant, wenn die Symmetrie bricht.
In der Tat wurde der 2008 den Nobelpreis für Physik an drei Physiker verliehen - Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi und Toshihide Maskawa - für die Arbeit in gebrochenen Symmetrie vor durchgeführt Jahrzehnten.
Ohne gebrochene Symmetrie, wäre alles absolut überall einheitlich sein. Allein die Tatsache, dass wir eine Chemie, die uns Beweis zu existieren erlaubt ist, dass einige Aspekte der Symmetrie nicht im Universum halten.
Viele theoretische Physiker glauben, dass eine Symmetrie zwischen den vier fundamentalen Kräfte vorhanden ist (Gravitation, Elektromagnetismus, schwache Kernkraft, starke Kernkraft), eine Symmetrie, die in den frühen Universums Bildung brach und bewirkt, dass die Unterschiede, die wir heute sehen. Die String-Theorie ist die primäre (wenn nicht die einzige) Mittel der Verständigung, die Symmetrie gebrochen, wenn es tut (oder hat) tatsächlich existieren.
Diese gebrochene Symmetrie kann eng an die Super verknüpft werden, die notwendig ist, die String-Theorie rentabel zu werden. Supersymmetry wurde in vielen Bereichen der theoretischen Physik untersucht, obwohl es keinen direkten experimentellen Beweis dafür, denn es sorgt dafür, dass die Theorie viele wünschenswerte Eigenschaften aufweist.
Supersymmetry und die Vereinigung der Kräfte stehen im Mittelpunkt der String-Theorie Geschichte. Wenn Sie mehr über die String-Theorie lesen, dann ist es an Ihnen zu entscheiden, ob der Mangel an experimentellen Beweise, um es von Anfang an verurteilt.