Osake ja ja kosmos

Kvantteooria

1. Vastuolu yüldrelatiivsusteooria kui gravitatsiooni käsitleva ja kUUiseosmpart.htmlvantväljateooria kui elektromagnetismi, tuuma- ja nõrka vastasmõju käsitleva füüsikaharu vahel. Need kaks peamist füüsikaõpetust toimivad oma valdkondades hästi, kui ühendada neid ühe nn superssümmetria alla ei ole õnnestunud. Looduses valitseva sümmeetria tõttu on kolm mikromaailma interaktiooni viidud ühe teooriasse (KKD kvantkromodünaamika). Väljade kvantimisega üha suuremate energiate kasitlemisel saadakse üldine kirjeldus nende kolme jaoks

Gravitatsioon

1. Gravitatsiooniteooriat (ÜRT) ei ole õnnestunud samal viisil ühendada (GUT - great unification theory). gravitatsiooni kvantimisel tekivad raskused valja arvutamisel - need koonduvad lõpmatusel
2. ÜRT ja KM (KKD) üheaegsel käsitlemisel tekivad põhimõttelist laadi vastuolud nende teooriate erinevuste tõttu. ÜRT on kasvanud välja klassikalisest mehhaanikast relativistliku kiiruse ja kõvera aegruumi geameetria ühendamisel.
3. Kvantteooria on tekkinud energiaseisundite kvantimise ja nende olekute tõenöosusliku käsitluse tõttu. Näiteks tekib vastuolu ÜRT valguse kiiruse ja kvantseisundi tõenäosusliku tõlgenduse vahel. Kvantseisund määratkse mõõtmisprotsessi tulemusena ning nõuab signaali levimist lõpmatu kiirusega (näit kahe vastupidise spinniga osakese laialilendamisel kui ühe spinn mõõdetaakse)
4. kvantseisundi mõõtmisel toimib veel ka Heisenbergi määramatuse printsiip.
5. Vastuolud väljenduvad ka Einstein-Rosen-Podolski paradoks, Belli võrratuste ja Schrödingeri kassi paradoks

Stringid : superstringid, varjatud dimensioonid

1. nende vastuolude lahendamiseks on ühe võimalusena kirjeldatakse kvantmaailma 0 mõõtmelise elemntaarosakese asemel elemtaarseks üksusena string - ühemõõtmeline elemntaarne struktuur. String võib olla nii lahtiste otstega kui suletud
2. Peamine on see et string kui palju rikkam struktuur vüimaldab omavõnkumiste ehk resonantside kaudu kirjeldada palju keerukamaid mikromaailma nähtusi. sealhulgas gravitatsiooni kui stringi põhivõnkesagedust.
3. Stringi kaudu kirjelamisel leiab seletuse kehade massi olemasolu.
4. Stringi puhul säilib lihtsamal käsitlusel probleem, et välja kirjeldavad suurused ei koondu. Stringi puhul leiab see aga lahenduse
5. stringi enda võnkumine on keerulisem kui osakes.
6. stringiteoorias tuuakse sisse lisadimensioonid. , mis võimaldab suurendada võnkumise vabadusastmete arvu.Vastaval igapöevasele kogemusele peavad lisadimensioonid olema kompaktifitseeritud. Seejuures võib ajadimensioone olla eenaam kui üks. osutub et arvutuste koonduvust saavutada peab dimensioone olema vähemalt 10 või 11, peidetud dim ulatus on Plancki raadiuse järgus. Selleks , et teooria võrrandid koonduks on kompaktifitseeritud 6- ruumil veel ranged piirangud, see peab olema Calabi-Yau ruum.
7. stringiteooria abil looetakse lahendada ka URT st lähtuv kosmoloogiline probleem : Universumi alguse ee. aja ja ruumi singulaarsus. Selle tõlgendaamine on füüsikaliselt raske. String võimaldab singulaarsust vältida.
8. stringi teooria peamine raskus on välja-arendamata matemaatika, mis on olnud seni lahendamatu.

M-teooria, braaniteooria

1. M-teooria (membraan > braan) ON STRINGI ÜLDISTUS suurema dimensiooni objektiks
2. M-teoorias välditakse singulaarsust , paisumine tuleneb braanide vastasmõjust

Universum

Reaalsuse areen : aeg ja ruum

1. Eksistentsialimi aineke tõelie filosoofiline probleem on enesetapp. Kõik muu tuleb pärast seda. Füüsiku jaoks on uurida seda maailma sellest huvitavam .
2. Aeg ja Ruum: väga erinavd tõlgendused : Newton , Leibnitz,Einstein Mach? Klassikaline reaalsus - Newtoni absoluuntne : kas aeg ja ruum on füüsikaline reaalsus või abstraktsioom. ABSOLUUTNE JA MUUTUMATU , jäik areen. Selline käsitlus oli talutav, sest Newtoni mehhanika ennustusvõime oli rahuldav 2 saj. jooksul
3. relativisltlik reaalsus : gravitatsioon ´+ elektromagnetism(Maxwell 1860)) kelvin ja Michelson (1894) lahendasid probleemid soojuse ja valgusega 1900 - Kelvin võtab sõnad füüsika lõpu kohta tagasi
4. kvantreaalsus : osakese/laine duaalsus , määramatusse printsiip, ERP paradoks, vaatlejast sõltuvus, tõenäosuslik
5. ühinenud reaalsus : võrrandid koonduvad lõpmatuses, Lahendus : string
6. tuleviku ja mineviku reaalsus Leibnitz jaoks aeg ja ruum on suhe mach Einstein: aeg-ruum on absoluutne
1. Aeg ja kogemus kas aeg voolab

Tumeda aine osakesed

Astronoomilised vaatlused näitavad kindlalt tumeda aine olemasolu galaktikais ja nende süsteemides (avastas Zwicky 1933.a). Elementaarosakeste füüsika standardmudeli alusel on pakutud välja hüpoteetilised osakesed. Seni on need eksperimendis leidmata, praegu toimub LHC (Large Hadronic Collider) katse ettevalmistus.
1. Neutriinod, avastatud 1932. Neutriinode osa saab olla väike,
2. WIMP osakesed, nõrgalt interakteeruvas massiivsed osakesed
3. Aksionid
4. Tumeda aine üks osa võib olla ka vähekiirgav barüonaine
5. Radikaalne lahendus oleks MOND - modifitseeritud Newtoni dünaamika