Лиза Рэндалл - Закрученные пассажи: Проникая в тайны скрытых размерностей пространства.
• Калуца-клейновские партнеры гравитона на коллайдере должны приводить к очень отчетливым событиям, в которых они распадаются на частицы Стандартной модели внутри детектора.
• В моделях, в которых частицы Стандартной модели находятся в балке, могут рождаться и распадаться и другие частицы КК.
Глава 21
Закрученная аннотированная «Алиса»[162]
Go ask Alice.
When she’s ten feet tall.
Jefferson Airplane[163]
Сказочный лифт остановился в закрученном пятимерном мире. Афина вышла из лифта и очень удивилась, увидев только три пространственных измерения. Неужто Кролик подшутил над ней? он говорил, что приведет ее в мир с четырьмя пространственными измерениями, но на самом деле их там было только три! И зачем путешествовать по миру, который выглядит как обычный?![164]
Местный житель с большой любезностью принял озадаченную гостью. «Приветствую Вас в Брансвилле[165], нашей славной столице. Разрешите мне помочь Вам осмотреться». Афина, усталая и озадаченная, тут же выпалила: «Брансвилл совсем не выглядит как-то особенно. Даже мэр выглядит совершенно нормально», хотя она могла поклясться, что не была в этом уверена, так как никогда раньше не видела мэра.
Мэр, к которому обратилась Афина, появился в сопровождении своего Главного Советника, Чеширского Толстого Кота. Обязанность Кота заключалась в том, чтобы следить за всем происходящим в городе, и она сильно облегчалась его способностью захватывать жителей врасплох, что было особенно удивительно с учетом невероятной величины Кота, кот обожал объяснять, что он обязан своим мастерством способности прятаться в балке, но никто даже не понимал, что он имел в виду[166].
Кот материализовался рядом с Афиной и спросил, не хочет ли она сопровождать его, пока он совершает свой обход. Он предупредил, что ей придется освоиться с невероятными размерами, но Афина его заверила, что ее любимый дядя был, на самом деле, очень, очень толстым, кот отнесся к этому скептически, но согласился взять ее с собой. Он предложил Афине сливочное пирожное с масляной глазурью, которое она с удовольствием съела. И они пустились в путь.
Афин а заинтересовалась, что же она съела. Ей сейчас казалось, что она находится на четырехмерном срезе пятимерного мира, и, насколько она могла судить, она была не толще, чем этот тонкий четырехмерный срез, она воскликнула: «Я сейчас выгляжу, как моя бумажная кукла! Но в то время как Долли имеет два пространственных измерения в трехмерном мире, у меня три пространственных измерения в четырехмерном пространственном мире».
Кот глубокомысленно ухмыльнулся и объяснил: «Вы сейчас ощущаете то, что я предпочитаю называть Балком. Вы все еще находитесь в Брансвилле, но через мгновение покинете его (и вырастите), в действительности Брансвилл есть часть пятимерной вселенной, но пятое измерение закручивается так осторожно, что жители Брансвилла совершенно не чувствуют его существования. У них нет даже представления о том, что Брансвилл есть граница пятимерного штата, вы также ошибочно заключили при своем появлении, что существуют только три пространственных измерения. Новая Афина, не привязанная к бране, свободно может перемещаться в пятом измерении, могу ли я предложить в качестве места назначения другую деревню, находящуюся на другом краю пятимерной вселенной и называемую Слабой браной?»
Какое странное оказалось пятимерное путешествие, покинув Брансвилл, Афина оказалась движущейся в другом измерении и растущей, как это уже с ней бывало (см. рис. 85).[167] Внимательный Кот заметил смущение на лице Афины и обнадеживающе объяснил: «Слабая брана уже близко, и мы там скоро будем[168]. Там красиво, но не волнуйтесь, когда вы увидите, что, как и жители Брансвилла, с которыми вы уже сталкивались, жители слабой браны издеваются над понятием четырех пространственных измерений, вы, имея возможность видеть через балк, увидите огромную тень над Брансвиллом, в десять миллионов миллиардов раз больше, чем та, с которой вы начинали. Почти все остальное будет казаться вам и им совершенно нормальным».
Но по прибытии на слабую брану Афина заметила еще одну вещь, путешественников на их пути спокойно сопровождал четырехмерный гравитон, который мягко трогал ее за плечо, он касался ее настолько нежно, что она едва могла это заметить[169].
Но Афина не могла продолжать игнорировать гравитон, ибо он пустился в долгое перечисление жалоб. «Слабая брана была бы такой замечательной, если бы не превосходящее влияние укоренившейся иерархии. Сильные, слабые и электромагнитные вооруженные силы на Слабой бране позволяют мне оказывать только самое слабое сопротивление». Гравитон жаловался, что в любом другом месте он был бы силой, с которой считаются, особенно в Брансвилле, управлявшемся олигархами, обладавшими сравнительно большими вооруженными силами[170]. Слабая брана, на которой гравитация была подавлена сильнее всего, была самым нелюбимым местом гравитона [171]. Гравитон обратился к Афине с надеждой поддержать его план выбить власть из рук правящей элиты.
Афина подумала, что ей лучше немедленно вернуться, и оглянулась в поисках кроличьей норы, но не смогла найти ее. Но она заметила белого кролика, и посчитала, что он будет хорошим гидом, но кролик слабой браны был поразительно медлителен, и продолжал все время повторять, как он счастлив, что почти не стареет[172]. Афина поняла, что этот кролик никуда не годится, и нашла более шустрого кролика, за которым она последовала и совершила обратный путь домой. Афина получила большое удовольствие от своего сна, как только поняла его физический смысл, хотя следует заметить, что она никогда больше не ела сливочных пирожных.
Глава 22
Глубокий пассаж: бесконечное дополнительное измерение
From, another dimension,
With voyeuristic intention,
Let’s do the Time Warp again.
Vanessa («The Rocky Horror Picture Show»)[173]
Афина вздрогнула и проснулась. Ее повторяющийся сон вновь провел ее вниз по норе Кролика. Однако на этот раз она попросила Кролика проводить ее прямо в закрученный пятимерный мир.
Афина опять вернулась в Брансвилл (или ей так казалось), вскоре появился Кот, и она с нетерпением повернулась к нему, предвкушая пирожное и замечательную экскурсию на Слабую брану. Она была горько разочарована, когда Кот сказал ей, что здесь, в этой конкретной вселенной, нет такой вещи, как Слабая брана[174].
Афина не поверила коту и подумала, что где-то дальше должна быть другая брана. Гордая собой за понимание того, каким образом в закрученной геометрии более далекие браны обладают более слабой гравитацией, она решила, что такую брану можно назвать Послушной браной, и с просила Кота, может ли она попасть туда.
Но снова она была вне себя от разочарования, кот объяснил: «Такого места нет. вы находитесь на Бране; других бран не существует». «Все страньше и страньше», — подумала Афина. Очевидно, что это не было точно то же место, что и раньше, так как имелась только одна брана, но Афин а была не готова сдаваться. «Могу я сама убедиться, что другой браны не существует?» — спросила она самым нежным голоском.
Кот решительно предостерег против этого, предупредив, что «четырехмерная гравитация на Бране не гарантирует четырехмерной гравитации в балке, однажды я потерял там почти все, кроме своей улыбки», несмотря на множество приключений, Афина была осмотрительной девочкой, и она приняла предупреждение Кота близко к сердцу, но она часто задавалась вопросом, что же имел в виду Кот. Что находится за браной, и как об этом можно узнать?
Искривленное пространство-время обладает удивительными свойствами. В гл. 20 мы использовали некоторые из них, включая то, как масса, размер и интенсивность гравитации могут зависеть от местоположения. В этой главе мы обсудим еще более удивительные свойства искривленного пространства-времени: оно может казаться четырехмерным, хотя на самом деле оно пятимерно. Исследуя закрученную геометрию пространства-времени более внимательно, мы с Раманом, к своему удивлению, осознали, что даже бесконечное дополнительное измерение может иногда быть невидимым.
Геометрия пространства-времени, которую мы рассмотрим в этой главе, практически совпадает с рассмотренной в гл. 20.
Однако, как рассказано в истории перед началом этой главы, такая геометрия обладает единственным отличительным свойством: она имеет только одну брану. Но это невероятно важное различие: так как нет второй граничной браны, наличие единственной браны означает, что пятое измерение бесконечно (рис. 86).
