Тег

Многомерные теории гравитации

Многомерные теории гравитации
Идеи, Концепции, учения, методы исследования
Модельные объекты
Компактификация пространства
Компактифика́ция простра́нства, замыкание гипотетических дополнительных пространственных измерений на самих себя, дающее возможность согласовать их существование с наблюдаемой трёхмерностью пространства при низких энергиях. Используется в теориях физики высоких энергий и гравитации, а также в теории суперструн, в которых предполагается, что размерность пространства больше трёх, а дополнительные измерения образуют компактное многообразие малого размера (например, порядка планковской длины 10–33 см). Впервые предложена немецким физиком Т. Калуцей (1921) и шведским физиком О. Клейном (1926) при попытках построить объединённую теорию гравитации и электромагнетизма. Современное представление о компактификации пространства связано в основном с тем, что теория суперструн непротиворечивым образом формулируется в 10-мерном пространстве-времени. Характерным предсказанием теорий с компактификацией пространства является существование большого (формально – бесконечного) количества тяжёлых партнёров известных элементарных частиц. Предсказываемые тяжёлые частицы пока экспериментально не обнаружены; из этого следует ограничение на масштаб компактификации R < 10–17 см.
Научные теории, концепции, гипотезы, модели
Теория Калуцы – Клейна
Тео́рия Калу́цы – Кле́йна, теория поля в пятимерном пространстве-времени (одна временнáя и четыре пространственные координаты), объединяющая электромагнитное и гравитационное взаимодействия на геометрической основе. Предложена немецким физиком Т. Калуцей (1921) и шведским физиком О. Клейном (1926). Впоследствии над её развитием много лет работал А. Эйнштейн. Дополнительная, пятая координата, вводимая в теории, является компактной (её значения лежат на окружности) и имеет настолько малый размер, что для макроскопического наблюдателя она незаметна (все измеряемые наблюдателем физические величины не зависят от её значения). Основной результат теории состоит в том, что лагранжиан гравитационного взаимодействия в пятимерном пространстве-времени для четырёхмерного макроскопического наблюдателя представляется как сумма лагранжиана эйнштейновской теории гравитации в четырёхмерном пространстве-времени и лагранжиана максвелловской теории электромагнитного взаимодействия. Первоначальная теория имеет чисто исторический интерес, поскольку в ней нет места для элементарных частиц с полуцелым спином (фермионов), а также для сильного и слабого взаимодействий. Но сама идея многомерных единых теорий поля переживает новый расцвет в связи с успехами теорий суперсимметрии, супергравитации и суперструн.
Идеи, Концепции, учения, методы исследования