Екатерина Диппер: Теория Большого взрыва: гид по сериалу по версии Kuraj-Bambey

Идея «Всеобщей Теории Всего» или, говоря современным языком, «Теории Великого Объединения» состоит в том, чтобы вывести такую суперформулу, следствиями и частными случаями которой были бы все остальные. Самое сложное на этом пути — объединить две непростые вещи: теорию относительности Эйнштейна и квантовую механику. Изначально считалось, что это принципиально невозможно — уж слишком по-разному смотрели на мир Эйнштейн и Минковский с одной стороны и Шрёдингер с Гейзенбергом и Дираком с другой. Корень их разногласий в том, что первые любили геометрию больше математики, а вторым из всей математики нравились только функциональный анализ и теория групп. Таким образом, в теории относительности главным выступает само пространство и всяческие его искривления, а в квантовой механике все, что существует в мире, описывается функциями, причем такими, которые удовлетворяли представлениям их создателей о красоте, а главное, симметрии пространства. К тому же, все, что существует на свете, будь то материя или взаимодействие, принципиально должно иметь свою мельчайшую частицу — квант, и гравитация в том числе. Но в теории относительности никакие кванты не упоминаются и, более того, просто не нужны.

Сейчас физики договорились, что, по крайней мере, принципиальная возможность такого объединения существует. Сильно в этом им помогла так называемая «стандартная модель», объединившая все известные взаимодействия, кроме тяготения. Видимо, не зря Шелдон назвал гравитацию «бессердечной сукой». Правда, никто пока не создал законченной всеобщей теории, а уж тем более такой, которую можно было бы проверить в эксперименте. Пока даже самая любимая и мощная игрушка героев — Большой Адронный Колайдер — оказывается в этом случае немногим более полезной, чем попытка изучать каналы на Марсе с помощью китайского бинокля из «Детского Мира».

Что же касается самих идей подобного объединения, то тут существуют два основных варианта: суперструнная (да вдобавок еще и суперсимметричная) теория (так любимая Шелдоном) и теория квантово-петлевой гравитации (к которой даже сами ее создатели относятся с подозрением).

Основная идея суперструнной теории состоит в том, что наш мир не такой, как кажется. Впрочем, если говорить честно, это можно сказать о любой физической теории менее чем столетней давности. В частности, элементарные частицы, которые мы со школы привыкли даже в силу самого названия считать истинными неделимыми кирпичиками мироздания, оказываются всего лишь колебаниями неких загадочных струн, которые и являются истинно фундаментальными объектами. В результате протоны, нейтроны, электроны и прочая физическая экзотика оказываются всего лишь звуками, которые издает огромный вселенский клавесин. Главная прелесть (помимо общей красоты идеи) состоит в том, что из этой гипотезы с легкостью получаются и стандартная модель, и квантовая гравитация. Тем не менее, ее формулы оказываются настолько сложными, что даже общий их вид до сих пор не получен, и теоретикам остается довольствоваться лишь частными их случаями, обычному же человеку в нее вообще лучше не соваться, во избежание полного исчерпания возможностей головного мозга (наверняка именно этим она и мила Шелдону). К тому же, теория еще очень далека от завершенности и имеет ряд принципиальных сложностей, которые вполне могут поставить на ней крест. Есть две основных проблемы, причем одна оказывается следствием другой.

Первую из них Шелдон и Леонард обсуждали еще в пилотной серии.

Леонард:Мне по крайней мере не надо было изобретать 26 измерений, чтобы включить математику.

Шелдон:Я их не изобрел, они существуют!

Леонард:В каком пространстве?

Шелдон:Во всех! Вот в этом-то и суть, кстати.

С Леонардом трудно не согласиться. Дело в том, что сама струна, как объект, должна иметь некоторую протяженность, но наше трехмерное пространство уже слишком заполнено обычной материей, и для еще одной сущности в нем просто нет места. Поэтому теория струн с необходимостью приходит к выводу, что наша Вселенная не менее, чем четырехмерна, а, как оказывается, нормальную или, выражаясь научным языком, самосогласованную теорию струн невозможно построить менее чем в десятимерном пространстве.