# Why String Theory is Wrong

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=IhpGdumLRqs
Канал: PBS Space Time
Опубликовано: 20.12.2018

---

## Теория струн: красивая утопия или путь к истине?
[[JUMP:0:00]]

Математическая красота теории струн уже давно завораживает физиков, обещая объединить квантовую механику и общую теорию относительности. Однако, несмотря на элегантность математического аппарата, ведущие специалисты всё чаще задаются вопросом: достаточно ли теория «красива», чтобы быть верной, даже если её выводы пока не находят экспериментального подтверждения.

### Корни геометрического изящества
[[JUMP:2:13]]

Идея о том, что дополнительные пространственные измерения могут скрывать ответы на фундаментальные вопросы физики, зародилась еще в 1919 году. Теодор Калуца, экспериментируя с уравнениями общей теории относительности Эйнштейна, добавил пятое измерение (четыре пространственных плюс одно временное).

* **Открытие Калуцы:** Выяснилось, что математика в пятимерном пространстве содержит компоненты, описывающие электромагнетизм Максвелла, что фактически приравнивало гравитацию в пятом измерении к электромагнитному взаимодействию в нашем четырехмерном мире.
* **Решение Клейна:** В 1920-х годах Оскар Клейн предложил «компактифицировать» это лишнее измерение, свернув его в крошечную петлю размером около $10^{-30}$ метра.

Несмотря на эстетическую привлекательность, теория Калуцы-Клейна столкнулась с проблемами: она предсказывала существование частиц (например, «дилатон»), которые никогда не были обнаружены, а также давала неверные значения масс для электронов. Тем не менее, именно этот подход стал фундаментом для теории струн: к идеям Калуцы-Клейна добавили вибрирующие струны и концепцию суперсимметрии.

### Пять версий одной теории
[[JUMP:6:09]]

Развитие суперструн в середине 1980-х годов привело к возникновению пяти различных математических моделей (Тип 1, Тип 2A, Тип 2B, гетеротическая SO(32) и гетеротическая E8×E8). Каждая из них требовала наличия шести дополнительных измерений, свернутых в сложные геометрические фигуры.

Долгое время эти теории казались противоречащими друг другу, однако физики обнаружили так называемые «дуальности». Дуальность — это ситуация, при которой две внешне разные математические теории описывают один и тот же физический процесс.

* **T-дуальность:** Позволяет связать теории с разными радиусами компактных измерений, математически доказывая, что различия между моделями зачастую являются лишь вопросом интерпретации геометрии.
* **S-дуальность:** Связывает теории с сильным и слабым взаимодействием, став «последним связующим звеном».

В 1995 году Эдвард Виттен объединил все пять версий в единую структуру — М-теорию. Она добавила одиннадцатое измерение, которое позволило связать суперструны с 11-мерной супергравитацией.

### Импас: почему теория струн под угрозой?
[[JUMP:12:31]]

Несмотря на триумфальное объединение в М-теории, многие ученые выражают обеспокоенность. Главная проблема кроется в «ландшафте» теории струн — количестве возможных способов скручивания дополнительных измерений в многообразия Калаби-Яу.

* **Проблема ландшафта:** Число возможных конфигураций оценивается как минимум в $10^{500}$, и каждая из них задает свои физические законы и типы частиц.
* **Отсутствие предсказаний:** Физики не могут определить, какая именно конфигурация соответствует нашей Вселенной, что делает теорию крайне сложной для экспериментальной проверки.
* **Кризис суперсимметрии:** Стандартная модель требует суперсимметрии, однако Большой адронный коллайдер пока не обнаружил признаков суперсимметричных частиц.

### Уроки «неправильных» теорий
[[JUMP:14