1919-cu ildə bir tanınmamış Alman riyaziyyatçı, adi Theodor kaluza bir çox qalın və,bəzı baxımlardan, çox qəribə fikir təklif etdi. O, təklif edir ki, bizim kainat üç ölçü'dən çox ola bilər ki, biz bütün bilirik yani sol - sağ, ön - arxa ve en - aşağı olaraq, Kaluza təklif edir ki, əlavə ölçülər ola bilər ki, biz hələ nədənsə görmürüx . İndi, O,zaman ki bir kişi bir qalın və qəribə fikir verir, bəzən bütünü bü - qalın və bizarre,'s Lakin bünün bizim dünyaya heç bir dəxli yoxdur. Bu, müəyyən fikir, lakin -- biz hələ doğru və ya yanlış olmasini bilmirix, baxmayaraq ki və sonunda Mən, sonrakı illərdə, eksperimentlərin ətrafında konuşuruz ki, istər doğru və ya yanlış olmasini bizə bilər Bu ideya ötən əsrin Fizika mühüm təsir edir ve bü çox geliştirilen tədqiqata səbəb olür
In the year 1919, a virtually unknown German mathematician, named Theodor Kaluza suggested a very bold and, in some ways, a very bizarre idea. He proposed that our universe might actually have more than the three dimensions that we are all aware of. That is in addition to left, right, back, forth and up, down, Kaluza proposed that there might be additional dimensions of space that for some reason we don't yet see. Now, when someone makes a bold and bizarre idea, sometimes that's all it is -- bold and bizarre, but it has nothing to do with the world around us. This particular idea, however -- although we don't yet know whether it's right or wrong, and at the end I'll discuss experiments which, in the next few years, may tell us whether it's right or wrong -- this idea has had a major impact on physics in the last century and continues to inform a lot of cutting-edge research.
Ona görə də mən sizə, bu çox ölçülarin haqqında bir şey demək istərdim. Beləliklə hara gedək? geri hekayətən biraz başlamaq üçün lazımdır. 1907 gedin. Bu il o'zamanidi ki Einstein təlaşdaidi ki özel görelilik kuramı keşfettiş və bir yeni layihə üzərində etməke qərar verdi tam böyük ağırlıq, yayılan qüvvəyə anlamaq üçün çalışır. Ve bu anda, orada bir çox insanlar ətrafında var kim fikir elir ki, layihə artıq həll edilmişdir Newton dünyaya çəkisi nəzəriyyəsini 1600ün sonlarında vermiş O, yaxşı işlədi, gezegenlerin hərəkətini təsvir edir, Ayin hareketi və ayrilarinş almalarin ağaclardan düşməsinin hərəkətini, insanların başina vuruşu. Bütün Newtonun işi onü təsvir edə bilər, amma
So, I'd like to tell you something about the story of these extra dimensions. So where do we go? To begin we need a little bit of back story. Go to 1907. This is a year when Einstein is basking in the glow of having discovered the special theory of relativity and decides to take on a new project, to try to understand fully the grand, pervasive force of gravity. And in that moment, there are many people around who thought that that project had already been resolved. Newton had given the world a theory of gravity in the late 1600s that works well, describes the motion of planets, the motion of the moon and so forth, the motion of apocryphal of apples falling from trees, hitting people on the head. All of that could be described using Newton's work.
Lakin Einstein anladi ki, Newton bir şeyi yadinan çikarib hətta Newtonun onlari yazmişdi ki, o, necə çəki təsirinin hesablamaqini başa tüşmüşdü həqiqətən başaramirdı ki o, necə işlir Necə ki, Günəş, 93 milyon mil uzakda, nətəhər bu yerin hərəkətine təsir göstərir? Necə Günəş boş təsirsiz alan arasından gəlir və təsir göstərir? Və bü Einstein üçün özü müəyyən bir işidir -- ki anliya necə çəkisi işliyir. və mənə izin verin ki sizə gorsədim belə Einstein onü tapdi. ki çəkisi yönəldər orta özüdü. Bu fikir bunun kimidir: təsəvvür alan bütün bir substrat qibidir.
But Einstein realized that Newton had left something out of the story, because even Newton had written that although he understood how to calculate the effect of gravity, he'd been unable to figure out how it really works. How is it that the Sun, 93 million miles away, [that] somehow it affects the motion of the Earth? How does the Sun reach out across empty inert space and exert influence? And that is a task to which Einstein set himself -- to figure out how gravity works. And let me show you what it is that he found. So Einstein found that the medium that transmits gravity is space itself. The idea goes like this: imagine space is a substrate of all there is.
Einstein dedi alan gözəl və düzdü, əgər maddə olmasa. Əgər oranin mühitində maddə olsa, günəş kimi, o səbəb olur ki kosmik əyiləş Və ağırlıq gücü yönəldər. Hətta yer oz ətrafini əyir. İndi aya bax. Ay dolanir, bu fikir uyğun olaraq, çünki bu əyri mühitdə dolanir ki, günəş və ay və yer bütün əyrilqi oz varlığlarinan yaradillar. Biz bu tam-frame keçirməkə gedirik. yer ozi bir orbit ustə dolanir ki,çünki əyri olan mühitdə bir vadi boyunca dolanir genəşin huzuru üçünş Bu, bu yeni fikir göstərir ki çəkisi necə işlər.
Einstein said space is nice and flat, if there's no matter present. But if there is matter in the environment, such as the Sun, it causes the fabric of space to warp, to curve. And that communicates the force of gravity. Even the Earth warps space around it. Now look at the Moon. The Moon is kept in orbit, according to these ideas, because it rolls along a valley in the curved environment that the Sun and the Moon and the Earth can all create by virtue of their presence. We go to a full-frame view of this. The Earth itself is kept in orbit because it rolls along a valley in the environment that's curved because of the Sun's presence. That is this new idea about how gravity actually works.
İndi bu ideya 1919-cu ildə astronomik müşahidələr yolu ilə test edildi. Bu, həqiqətən çalışır. Bu datani təsvir edir. Bu dünyada Einsteinə böyükluk və ehtiram qazandırmış. Və budur kaluzani fikirə salan. O, Einstein kimi, bir "vahid nəzəriyyəsi zəng nə axtarış olmuşdur." O, bir nəzəriyyədi Bu fikir bir biri bütün təbiətin qüvvələri təsvir edə bilər bir set prinsipl, bir master tənlik, siz edəcəkdir. Kaluza öz-özünə dedi, Einstein çəkisi təsvir edə bilirmişdir warplar və eğrileri baxımından fuzada -- faktiki olaraq, Məkan və zaman, daha dəqiq lazımdır. Bəlkə, digər məşhur qüvvəsi ilə, eyni oyun oynaya bilər hansı ki, o zamanda, elektromaqnit qüvvə kimi tanınmışdır - biz bu gün başqalari tanirix , ancaq o zaman ki, yalnız bir başqa insanlar haqqında düşünmax edilmişdir. Siz, elektrik gücünü bilirsiz və maqnit cəlb edilməsi və ...
Now, this idea was tested in 1919 through astronomical observations. It really works. It describes the data. And this gained Einstein prominence around the world. And that is what got Kaluza thinking. He, like Einstein, was in search of what we call a unified theory. That's one theory that might be able to describe all of nature's forces from one set of ideas, one set of principles, one master equation, if you will. So Kaluza said to himself, Einstein has been able to describe gravity in terms of warps and curves in space -- in fact, space and time, to be more precise. Maybe I can play the same game with the other known force, which was, at that time, known as the electromagnetic force -- we know of others today, but at that time that was the only other one people were thinking about. You know, the force responsible for electricity and magnetic attraction and so forth.
Belə ki kaluza deyir, bəlkə də, eyni oyun oynaya bilər və eğrilerin baxımından elektromaqnit qüvvəyə təsvir edir. Bir sual: warplar və eğrileri qaldırılan nə? Einstein artıq, yer və vaxt istifadə etmədi warplar və eğrileri, çəkisi təsvir etmək. Burada başqa bir şey əyir və ya əyri olmaq deyildi. Kaluza dedi, bəlkə orada yer daha ölçüləri bildirib. Mən bir daha qüvvəyə təsvir etmək istəyirsinizsə, O, dedi bəlkə daha bir ölçüsü lazımdır. Beləliklə, o, dünyanın alan dörd ölçüsü deyil, üç idi, təsəvvür və elektromaqnetizm warplar və eğrileri edilib təsəvvür ki, dördüncü ölçü ilə. İndi burada şey: o tənliklər warplar və eğrileri təsvir aşağı wrote zaman dörd yer ölçüləri deyil, üç bir Evrende, o köhnə tənliklər ki Einstein artıq üç ölçüsü derived gördük - o çəkisi üçün idi - Lakin o, daha bir ölçüsü görə daha bir tənlik tapdi. O zaman o, tənlik baxdı. Bu, heç bir tənlik başqa edilib ki, alimlər uzun elektromaqnit qüvvəyə təsvir məlum idi. Valehedici - yalnız out popped. O, belə bu həyata keçirilməsi ilə heyecanlı ki, o, ətrafında evinin, "Qələbə qışqırmağa baxmadı!" - ki, o, vahid nəzəriyyəsi gördü.
So Kaluza says, maybe I can play the same game and describe electromagnetic force in terms of warps and curves. That raised a question: warps and curves in what? Einstein had already used up space and time, warps and curves, to describe gravity. There didn't seem to be anything else to warp or curve. So Kaluza said, well, maybe there are more dimensions of space. He said, if I want to describe one more force, maybe I need one more dimension. So he imagined that the world had four dimensions of space, not three, and imagined that electromagnetism was warps and curves in that fourth dimension. Now here's the thing: when he wrote down the equations describing warps and curves in a universe with four space dimensions, not three, he found the old equations that Einstein had already derived in three dimensions -- those were for gravity -- but he found one more equation because of the one more dimension. And when he looked at that equation, it was none other than the equation that scientists had long known to describe the electromagnetic force. Amazing -- it just popped out. He was so excited by this realization that he ran around his house screaming, "Victory!" -- that he had found the unified theory.
İndi aydın, kaluza kim çox ciddi nəzəriyyəsi etmişdir bir adam idi. O, faktiki olaraq - bir hekayə o istəyirdi zaman üzmək necə öyrənmək etmək, o, bir kitab, üzgüçülük bir traktat oxumaq - (Gülməx) - Sonra okean daxil göyərçin. Bu kim nəzəriyyəsi onun həyat risk olardı bir insandır. bizim kimi bir az daha praktiki fikirli Artıq, lakin üçün iki sual dərhal onun müşahidə yarana. Bir sayı: orada yer burada onlar daha ölçüləri, əgər? Biz onları görmek değil. Və nömrəsi iki: Bu nəzəriyyə həqiqətən ətraflı çalışır zaman dünya bizi ətrafında tətbiq cəhd? İndi ilk sual 1926-ci ildə cavab edilib bir tip Oskar Klein adlı by. O bildirdi ki, ölçüləri iki növ gəlmək bilər təklif - orada böyük, asan-ölçüləri görə ola bilər ancaq həmçinin kiçik, buruq-up ölçüləri, ola bilər up buruq belə kiçik olsalar belə, onlar bizə ətrafında bütün istəyirik, ki, biz onları görmürəm.
Now clearly, Kaluza was a man who took theory very seriously. He, in fact -- there is a story that when he wanted to learn how to swim, he read a book, a treatise on swimming -- (Laughter) -- then dove into the ocean. This is a man who would risk his life on theory. Now, but for those of us who are a little bit more practically minded, two questions immediately arise from his observation. Number one: if there are more dimensions in space, where are they? We don't seem to see them. And number two: does this theory really work in detail, when you try to apply it to the world around us? Now, the first question was answered in 1926 by a fellow named Oskar Klein. He suggested that dimensions might come in two varieties -- there might be big, easy-to-see dimensions, but there might also be tiny, curled-up dimensions, curled up so small, even though they're all around us, that we don't see them.
Bana göstər edək ki, bir vizual. Belə bir şey geçirdiğiniz təsəvvür bir kabel bir trafik yüngül dəstəkləyən kimi. Bu Manhettan's. Siz Central Park etdiyiniz - it's əlaqəsiz növü - ancaq kabel bir ölçülü bir uzaq baxımdan, görünür ancaq mən bütün ki, bu, bəzi qalınlığı yoxdur bilirik. Bu, çox çətin olsa, uzaqdan görmək üçün. Amma biz zum əgər, demək baxımından almaq, bir az qarışqa ətrafında walking - az qarışqalar ki, onlar bütün boyutlarda edə bilərsiniz kiçik - uzun ölçüsü, həm də bu tersi, əks-tersi istiqaməti. Listen Read phonetically Mən sizə bu təşəkkür istəyirik. Bu çox uzun bu ants bunu almaq üçün etmişdir.
Let me show you that one visually. So, imagine you're looking at something like a cable supporting a traffic light. It's in Manhattan. You're in Central Park -- it's kind of irrelevant -- but the cable looks one-dimensional from a distant viewpoint, but you and I all know that it does have some thickness. It's very hard to see it, though, from far away. But if we zoom in and take the perspective of, say, a little ant walking around -- little ants are so small that they can access all of the dimensions -- the long dimension, but also this clockwise, counter-clockwise direction. And I hope you appreciate this. It took so long to get these ants to do this.
(Gülməx)
(Laughter)
Lakin bu faktı ölçüləri iki növ ola bilər gösterilmektedir: böyük və kiçik. Və fikri bizə bəlkə ətrafında böyük ölçüləri ki, biz asanlıqla görə bilərsiniz olanlar, var lakin əlavə ölçüləri ola bilər, up buruq-buruq çeşidliyi ki, kabel və dairəvi hissəsi kimi, Belə ki, onlar malik kiçik indiyədək görünməz qalmışdır. mənə nə olub ki, kimi görünür sizə göstərək. Biz bir göz alsaq, deyə, yer özü - Mən yalnız, əlbəttə göstərə bilər, bir ekranda iki ölçüsü. Aranızda uşaqlar bir gün, düzeltme edəcək bu düz deyil, ekranda ancaq bir şey yeni bir boyut ki, kiçik gedir, kiçik, kiçik və yol aşağı alan özü və mikroskopik təbəqəsindədir - Bu fikir: əlavə ölçüləri up buruq siz ola bilər.
But this illustrates the fact that dimensions can be of two sorts: big and small. And the idea that maybe the big dimensions around us are the ones that we can easily see, but there might be additional dimensions curled up, sort of like the circular part of that cable, so small that they have so far remained invisible. Let me show you what that would look like. So, if we take a look, say, at space itself -- I can only show, of course, two dimensions on a screen. Some of you guys will fix that one day, but anything that's not flat on a screen is a new dimension, goes smaller, smaller, smaller, and way down in the microscopic depths of space itself, this is the idea, you could have additional curled up dimensions --
Burada bir daire kiçik bir şekli - ki, biz onları görmürəm kiçik. Lakin bir az ultra mikroskopik qarışqa ətrafında gəzinti, olsaydı siz ki, biz bütün bilmek böyük ölçüsü gəzmək bilər - ki grid hissəsi kimi - ancaq həmçinin kiçik buruq-up ölçüsü gedə bilər ki, belə ki, biz gözlə ilə göremiyorum kiçik's bizim ən nəfis avadanlığın və ya hətta ilə. Lakin dərin alan özü kumaş daxil, dürməkləyik fikri daha çox ölçüləri, biz orada bax olma. Artıq bir izahatdi necə ki, biz kainatın bax olanları daha çox ölçüləri ola bilər. Bəs ki, mənim ikinci sualimin haqqında: nəzəriyyəsi həqiqətən çalışır zaman real dünyaya müraciət edin?
here is a little shape of a circle -- so small that we don't see them. But if you were a little ultra microscopic ant walking around, you could walk in the big dimensions that we all know about -- that's like the grid part -- but you could also access the tiny curled-up dimension that's so small that we can't see it with the naked eye or even with any of our most refined equipment. But deeply tucked into the fabric of space itself, the idea is there could be more dimensions, as we see there. Now that's an explanation about how the universe could have more dimensions than the ones that we see. But what about the second question that I asked: does the theory actually work when you try to apply it to the real world?
Bəli, bu çalışır ki, Einstein və kaluza və bir çox digərləri Bu çərçivə rafine çalışırsınız üzərində çalışmışdır və kainatın fizikası üçün tətbiq zaman, anlaşıldı kimi və iş olmadığını ətraflı. ətraflı Misal üçün, Onlar elektron kütləvi surətdə bilməyib doğru bu nəzəri vermək. Belə çox insanın da çalışır lakin 40s tərəfindən mütləq 50 ilə, Bu, lakin çox çekici qəribə fikir fizika qanunlarına birləşdirmək necə üz gitmişti. bir şey bizim yaş baş gözəl qədər. Hal-hazırda, yeni yanaşma fizika qanunlarına birleştirmesine fizikasına tərəfindən özüm kimi təqib olunur dünyanın bir çox başqaları Əgər göstərilməklə idi kimi Superstring nəzəriyyəsi, deyirlər. Və gözəl şey superstring nəzəriyyəsi Heç bir şey ilk baxışdan əlavə ölçüləri bu fikir yoxdur, Biz,ozaman ki superstring nəzəriyyəsini təhsil edirix, biz ki, bir köpüklü yeni formada fikir resurrects tapa bilərsiniz.
Well, it turns out that Einstein and Kaluza and many others worked on trying to refine this framework and apply it to the physics of the universe as was understood at the time, and, in detail, it didn't work. In detail, for instance, they couldn't get the mass of the electron to work out correctly in this theory. So many people worked on it, but by the '40s, certainly by the '50s, this strange but very compelling idea of how to unify the laws of physics had gone away. Until something wonderful happened in our age. In our era, a new approach to unify the laws of physics is being pursued by physicists such as myself, many others around the world, it's called superstring theory, as you were indicating. And the wonderful thing is that superstring theory has nothing to do at first sight with this idea of extra dimensions, but when we study superstring theory, we find that it resurrects the idea in a sparkling, new form.
Elə ki, gedir mənə yalnız söyleyeyim. Superstring nəzəriyyəsi - bu nedir? Bəli, bu məsələ cavab çalışır nəzəriyyəsini's: nə əsas fundamental bölünməz uncuttable tərkib var bizə dünyada ətrafında hər şeyi uydurma? Bu fikir bu kimidi. Biz bir obyekt tanış oldu, sahibi yalnız bir təsəvvür mum və biz bunu olunmuşdur nə out rəqəm təsəvvür etmək istəyirəm. Biz bir ezamiyyət obyekt içərisində dərin getmək və tərkib yoxlamaq. Beləliklə, dərin daxili - Biz sizin kifayət qədər uzaq enmək bilir, siz atomları var. Biz həmçinin bütün atomları xəbəri sonunda deyil, bilirik. Onlar mərkəzi özək ətrafında ki, oğul az elektronlar var nötronlar və protonlarnan. Hətta nötronlar proton və onların quarks kimi tanınan daxilində kiçik hissəciklər var. Yəni harada şərti fikir stop.
So, let me just tell you how that goes. Superstring theory -- what is it? Well, it's a theory that tries to answer the question: what are the basic, fundamental, indivisible, uncuttable constituents making up everything in the world around us? The idea is like this. So, imagine we look at a familiar object, just a candle in a holder, and imagine that we want to figure out what it is made of. So we go on a journey deep inside the object and examine the constituents. So deep inside -- we all know, you go sufficiently far down, you have atoms. We also all know that atoms are not the end of the story. They have little electrons that swarm around a central nucleus with neutrons and protons. Even the neutrons and protons have smaller particles inside of them known as quarks. That is where conventional ideas stop.
Burada simli nəzəriyyəsinin yeni fikir. Dərin bir bu hissəciklərin daxilində, orada başqa bir şey edir. Bu başqa bir şey enerji bu rəqs lif edir. Bu Titrəmə string kimi görünür - o deməkdir ki, fikir string nəzəriyyəsi minir's. Və yalnız bir violonçel gördüm Titrəmə strings kimi müxtəlif nümunələri ilə, titrəmək bilər bu da müxtəlif örüntüsünde titrəmək edə bilərsiniz. Onlar müxtəlif musiqi notları etmir. Əksinə, onlar müxtəlif hissəciklər bizə dünyadakı uydurma istehsalı. Beləliklə, bu ideyaların doğru varsa, bu nə kainatın ultra-mikroskopik landşaft kimi görünür. Bu qədər böyük bir sıra yerleşik enerji Titrəmə bu kiçik kiçik filament, müxtəlif tezliklərin in Titrəmə. Müxtəlif frekansları müxtəlif hissəciklər istehsalı. Müxtəlif hissəciklər sorğu bizə dünyada bütün zənginliyi üçün ətrafında.
Here is the new idea of string theory. Deep inside any of these particles, there is something else. This something else is this dancing filament of energy. It looks like a vibrating string -- that's where the idea, string theory comes from. And just like the vibrating strings that you just saw in a cello can vibrate in different patterns, these can also vibrate in different patterns. They don't produce different musical notes. Rather, they produce the different particles making up the world around us. So if these ideas are correct, this is what the ultra-microscopic landscape of the universe looks like. It's built up of a huge number of these little tiny filaments of vibrating energy, vibrating in different frequencies. The different frequencies produce the different particles. The different particles are responsible for all the richness in the world around us.
Və sizə, unification gorursuz çünki məsələ hissəciklər, elektron və quarks, radiasiya hissəciklər, photons, gravitons, bütün müəssisə bir qədər inşa edilir. məsələ və təbiətin bütün qüvvələri birlikdə qoyulur So strings Titrəmə və rubrikanın altında. Və biz vahid nəzəriyyəsi tərəfindən anlamları. İndi burada tutmaq edir. Zaman, simli nəzəriyyəsinin öyrənilməsi riyaziyyat siz ki, bu iş deyil tapmaq yalnız alan üç ölçüləri bir Evrende. Bu alan dörd ölçüləri, nə də beş, nə də altı bir kainat iş deyildir. Son olaraq, bu tənliklər öyrənilməsi və ki, bu işləri göstər ki, alan 10 ölçüləri bir kainat yalnız və zaman bir ölçüsü. Bu, doğru geri kaluza və Klein bu fikri bizi olur - ki, bizim dünya zaman uyğun təsvir ki, biz bax olanları daha çox ölçüləri var.
And there you see unification, because matter particles, electrons and quarks, radiation particles, photons, gravitons, are all built up from one entity. So matter and the forces of nature all are put together under the rubric of vibrating strings. And that's what we mean by a unified theory. Now here is the catch. When you study the mathematics of string theory, you find that it doesn't work in a universe that just has three dimensions of space. It doesn't work in a universe with four dimensions of space, nor five, nor six. Finally, you can study the equations, and show that it works only in a universe that has 10 dimensions of space and one dimension of time. It leads us right back to this idea of Kaluza and Klein -- that our world, when appropriately described, has more dimensions than the ones that we see.
İndi haqqında düşünməyə bilər ki, və yaxşı, de OK, Bilirsiniz, extra ölçüləri varsa, onlar həqiqətən sıx up buruq istəyirik, onlar kiçik kifayət danışırsınızsa Bəli, bəlkə də, biz onlara olunmaz. Lakin əgər yaşıl yörə orada gəzinti kiçik bir kiçik sivilizasiyanın's və onlara kifayət qədər kiçik etmək və ya ki, haqdır onlara olunmaz. Bir sözü nəzəriyyəsi və digər proqnozlar - yoxdur ki, bir sözü nəzəriyyəsi və digər proqnozlar deyil.
Now you might think about that and say, well, OK, you know, if you have extra dimensions, and they're really tightly curled up, yeah, perhaps we won't see them, if they're small enough. But if there's a little tiny civilization of green people walking around down there, and you make them small enough, and we won't see them either. That is true. One of the other predictions of string theory -- no, that's not one of the other predictions of string theory.
(Gülməx)
(Laughter)
Lakin bu məsələ qaldırır: yalnız bu çox ölçüləri üz gizlətmək çalışırıq və ya onlar bizə dünya haqqında bir şey deyə bilərəm? qalan vaxt, mən onlara iki funksiyalar demək istərdim. Birincisi, bizə bir çox olduğuna inanıram ki, bu çox ölçüləri nə, bəlkə də, dərin sual cavab saxlayın nəzəri fizika, nəzəri elm. Və bu sual olunur: biz dünyada baxmaq zaman, alimlər son yüz il etmişik kimi orada təxminən 20 ədəd, həqiqətən, bizim kainat təsvir kimi görünür. Bunlar zərrəciklər kütləvi kimi nömrələri var elektron və quarks kimi, çəkisi gücü, elektromanyetik qüvvə gücü - haqqında 20 ədəd siyahısı inanılmaz dəqiqliyi ilə, ölçülür edilmişdir lakin heç bir izahı var sayıları ki, onlar müəyyən dəyərlər var nə.
But it raises the question: are we just trying to hide away these extra dimensions, or do they tell us something about the world? In the remaining time, I'd like to tell you two features of them. First is, many of us believe that these extra dimensions hold the answer to what perhaps is the deepest question in theoretical physics, theoretical science. And that question is this: when we look around the world, as scientists have done for the last hundred years, there appear to be about 20 numbers that really describe our universe. These are numbers like the mass of the particles, like electrons and quarks, the strength of gravity, the strength of the electromagnetic force -- a list of about 20 numbers that have been measured with incredible precision, but nobody has an explanation for why the numbers have the particular values that they do.
İndi vermir string nəzəriyyə təklif cavab? hələ yox. Amma biz iman o ədəd onlar dəyərlər var nə üçün cavab əlavə boyutları formasında etibar edə bilər. Və gözəl bir şey, əgər bu nömrələri Məlum olanları daha başqa dəyərlər var idi, kainatın, biz mövcud deyildir bilirsiniz. Bu dərin məsələdir. Nə üçün o ədəd belə gözəl sazlanmaq var ulduz parlaq və gezegenleri formalaşması, izin biz tanımaq zaman ki, əgər bu nömrələri ilə siz fiddle - Mən burada 20 zənglər olsa və I, bu nömrələri ilə fiddle up və come bildirin demək olar ki, hər hansı bir mənasız kainatın yox edir. Biz həmin 20 ədəd izah edə bilər? Və simli nəzəriyyə təklif həmin 20 ədəd əlavə ölçüləri ilə etmək var. mənə necə göstərmək olsun. Biz, simli nəzəriyyəsinin əlavə ölçüləri haqqında danışmaq zaman o, bir əlavə ölçüsü deyil Kaluza və Klein eski fikir kimi. Bu simli nəzəriyyəsi haqqında əlavə ölçüləri dediklərini edir. Onlar bir çox zəngin sıx həndəsə var.
Now, does string theory offer an answer? Not yet. But we believe the answer for why those numbers have the values they do may rely on the form of the extra dimensions. And the wonderful thing is, if those numbers had any other values than the known ones, the universe, as we know it, wouldn't exist. This is a deep question. Why are those numbers so finely tuned to allow stars to shine and planets to form, when we recognize that if you fiddle with those numbers -- if I had 20 dials up here and I let you come up and fiddle with those numbers, almost any fiddling makes the universe disappear. So can we explain those 20 numbers? And string theory suggests that those 20 numbers have to do with the extra dimensions. Let me show you how. So when we talk about the extra dimensions in string theory, it's not one extra dimension, as in the older ideas of Kaluza and Klein. This is what string theory says about the extra dimensions. They have a very rich, intertwined geometry.
Bu Calabi-Yau forması kimi tanınan bir nümunəsidir - £ad bütün vacib deyil. Lakin siz görə bilərsiniz əlavə ölçüləri özləri haqqında olan qat və bir çox maraqlı şəklində bir-birinə keçirmək, maraqlı quruluşu. Və fikir, bu halda əlavə ölçüləri kimi baxmaq hansı ki, sonra bizim kainatın mikroskopik landşaft hamımız ətrafında səsqatarlarının qurulma tiniest bu kimi görünür. Əgər əl swing zaman Sizə bu çox ölçüləri ətrafında hərəkət olarıq təkrar-təkrar, ancaq biz bunu bilmirəm ki, kiçik edirik. Beləliklə, nə fiziki implication, baxmayaraq, həmin 20 ədəd müvafiq nedir?
This is an example of something known as a Calabi-Yau shape -- name isn't all that important. But, as you can see, the extra dimensions fold in on themselves and intertwine in a very interesting shape, interesting structure. And the idea is that if this is what the extra dimensions look like, then the microscopic landscape of our universe all around us would look like this on the tiniest of scales. When you swing your hand, you'd be moving around these extra dimensions over and over again, but they're so small that we wouldn't know it. So what is the physical implication, though, relevant to those 20 numbers?
Bu düşünün. Əgər alətin bir valtorn bakarsanız bildiriş ki, airstreams və vibrasiya alətin şəklində təsir edir. simli nəzəriyyəsi İndi, bütün nömrələr yolu strings yansıması titrəmək bilər. Belə ki, yalnız bu kimi airstreams Bu katlanmış məruz qalmış və alətində çevirir, strings özləri etkilenecektir hansı ərzində onlar geçiyorsunuz geometri ildə rəqsi nümunələri ilə. Mənə xəbəri bazı strings gətirmək bildirin. Ve bu kiçik yoldaşları ətrafında Titrəmə saat əgər - Orada ikinci - orada sağ, olacaq bildiriş onlar titrəmək ki, onlar yol etkilenir əlavə boyutlarda geometri ilə.
Consider this. If you look at the instrument, a French horn, notice that the vibrations of the airstreams are affected by the shape of the instrument. Now in string theory, all the numbers are reflections of the way strings can vibrate. So just as those airstreams are affected by the twists and turns in the instrument, strings themselves will be affected by the vibrational patterns in the geometry within which they are moving. So let me bring some strings into the story. And if you watch these little fellows vibrating around -- they'll be there in a second -- right there, notice that they way they vibrate is affected by the geometry of the extra dimensions.
Biz dəqiq hansı əlavə ölçüləri kimi oldu - Kaş biləydiniz biz deyil, ancaq Əgər biz oldu - biz izin notları hesaplayabileceksiniz olmalıdır icazə verilən rəqsi nümunələri. Və biz, izin rəqsi nümunələri hesablanması, əgər biz həmin 20 ədəd hesablamaq lazımdır. Əgər ki, biz hesablamalar aldığım cavab o değerlerini ilə razılaşır nömrələr ki, müəyyən edilmiş ətraflı və dəqiq sınaq vasitəsi ilə Bu çox yolu ilk fundamental mouse olacağı kainatın strukturu o yolu neden üçün. İndi, ikinci məsələ ki, mən ile bitirmək istəyirəm edilir: biz bu çox ölçüləri üçün daha çox birbaşa test bilər necə? Bu yalnız bir maraqlı riyazi strukturu ki, izah edə bilər Dünyanın bəzi əvvəllər unexplained xüsusiyyətləri, və ya biz, həqiqətən, bu çox ölçüləri üçün test edə bilərsiniz? Biz güman - bu, I, çox maraqlı think - Beləliklə, biz test edə bilərsiniz növbəti beş il və ya bu çox boyutları mövcudluğu üçün.
So, if we knew exactly what the extra dimensions look like -- we don't yet, but if we did -- we should be able to calculate the allowed notes, the allowed vibrational patterns. And if we could calculate the allowed vibrational patterns, we should be able to calculate those 20 numbers. And if the answer that we get from our calculations agrees with the values of those numbers that have been determined through detailed and precise experimentation, this in many ways would be the first fundamental explanation for why the structure of the universe is the way it is. Now, the second issue that I want to finish up with is: how might we test for these extra dimensions more directly? Is this just an interesting mathematical structure that might be able to explain some previously unexplained features of the world, or can we actually test for these extra dimensions? And we think -- and this is, I think, very exciting -- that in the next five years or so we may be able to test for the existence of these extra dimensions.
Bu şəkildə gedir's. CERN-ci ildə, Cenevrə, İsveçrə, bir maşın Böyük Hadron Collider adlı inşa edilir. Bu, tunel ətrafında hissəciklər göndərmək bir maşın,'s işıq sürəti yaxın əks istiqamətdə. Hər tez-tez bu hissəciklərin bir-birinə edilməsi, olacaq belə ki, onların bir-toqquşma baş haqqında. Ümid edir ki, toqquşma, kifayət qədər enerji varsa bu toqquşma bəzi olan metal qırıntılarının eject bilər bizim ölçüləri, o, digər ölçüləri daxil məcbur seçin. Necə bilirsiniz? Bəli, biz toqquşma sonra, enerji miqdarı ölçmək lazımdır enerji miqdarı əvvəl, bu müqayisə və əgər daha az enerji olmadan daha toqquşma sonra, Bu sübut edir ki, enerji var olacaq üz drifted. Və əgər üz doğru model ki, biz hesablamaq edə bilərsiniz, drifts Bu sübut edir ki, əlavə boyutları var olacaq.
Here's how it goes. In CERN, Geneva, Switzerland, a machine is being built called the Large Hadron Collider. It's a machine that will send particles around a tunnel, opposite directions, near the speed of light. Every so often those particles will be aimed at each other, so there's a head-on collision. The hope is that if the collision has enough energy, it may eject some of the debris from the collision from our dimensions, forcing it to enter into the other dimensions. How would we know it? Well, we'll measure the amount of energy after the collision, compare it to the amount of energy before, and if there's less energy after the collision than before, this will be evidence that the energy has drifted away. And if it drifts away in the right pattern that we can calculate, this will be evidence that the extra dimensions are there.
Mənə fikir vizual ki, siz göstərək. Biz hissəcik müəyyən bir növ bir Gravitasyon çağırıb təsəvvür - ki, zibil, biz gözləyirik növü həyata ejected olmaq üçün əlavə ölçüləri real edin. Lakin burada necə sınağa getmək mümkündür. Bu hissəciklər edirlər. Siz onlarla storm. Siz birlikdə, və əgər biz doğru olan, onlara çırpmaq bazı toqquşma enerjisinin ki, bu çox ölçüləri daxil off flies zibil daxil olacaq. Beləliklə, bu sınağa növ ki, növbəti beş, yeddi və ya belə 10 il axtarır olacaq. Bu sınaq, meyvə daşıyır əgər biz hissəcik ki cür ejected görsələr, ki, bizim ölçüsü az enerji's fark ilə daha biz başladı zaman bu əlavə ölçüləri real var göstərilir.
Let me show you that idea visually. So, imagine we have a certain kind of particle called a graviton -- that's the kind of debris we expect to be ejected out, if the extra dimensions are real. But here's how the experiment will go. You take these particles. You slam them together. You slam them together, and if we are right, some of the energy of that collision will go into debris that flies off into these extra dimensions. So this is the kind of experiment that we'll be looking at in the next five, seven to 10 years or so. And if this experiment bears fruit, if we see that kind of particle ejected by noticing that there's less energy in our dimensions than when we began, this will show that the extra dimensions are real.
Və mənə bu, həqiqətən, gözəl hekayə ki, və əlamətdar bir imkan. geri Newton'a mütləq alan Going - bir şey ancaq bir arena, bir mərhələ verməyiblər yer olan kainatın tədbirlərdə. Einstein çıxar və deyir, yaxşı Məkan və zaman əyir və curve ki, nə çəkisi vacibdir. İndi string nəzəriyyəsi çıxar və deyir, bəli, çəkisi, kvant mexanikası, elektromaqnetizm - bir bütün birlikdə paketi lakin yalnız kainatın ki, biz oldu olanları daha çox ölçüləri var. Və bu onlar üçün bizim boyu test bilər bir sınaq edir. Valehedici imkanı. Çox sağ olun.
And to me this is a really remarkable story, and a remarkable opportunity. Going back to Newton with absolute space -- didn't provide anything but an arena, a stage in which the events of the universe take place. Einstein comes along and says, well, space and time can warp and curve -- that's what gravity is. And now string theory comes along and says, yes, gravity, quantum mechanics, electromagnetism, all together in one package, but only if the universe has more dimensions than the ones that we see. And this is an experiment that may test for them in our lifetime. Amazing possibility. Thank you very much.
(Alqış)
(Applause)