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Dimensions de l'espace-temps J'ai entendu dire qu'il y avait 11 dimensions de l'espace-temps. Je comprends autant que les quatre premiers aller. Quel est le but du reste d'entre eux ? Explique comme si j'avais cinq ans.
gpt
« il y a 11 dimensions d'espace-temps » est une affirmation trop forte. Nous n'en avons aucune preuve ; la raison pour laquelle vous en avez probablement entendu parler est qu'un univers à 11 dimensions, combiné à la théorie des cordes, est l'une des nombreuses choses qui pourraient expliquer la façon dont notre univers est tel qu'il est. Pour revenir à l'essentiel : De quoi êtes-vous fait ? Votre corps est constitué de tissus, comme les os et les muscles, qui à leur tour sont constitués de cellules. Les cellules (et, en fait, tout ce qui vous entoure) sont constituées d'atomes. Les atomes ont un noyau positif, entouré d'électrons négatifs, car les charges positives attirent les négatives. L'électron est appelé une «particule fondamentale» car il ne peut pas être décomposé en quoi que ce soit de plus petit, pour autant que nous le sachions. C'est un type de particule fondamentale appelée lepton. Il y a 6 leptons, en trois familles ; électrons , muons , tauons et les neutrinos qui les accompagnent . Le noyau n'est pas une particule fondamentale. Il est composé de protons et de neutrons, mais ce ne sont pas non plus des particules fondamentales. Les protons et les neutrons sont constitués de quarks, de quarks "up" et "down" pour être précis. Il existe également d'autres types de quarks : " top ", " bottom ", " étrange " et " charmé ". Enfin, il existe quatre forces fondamentales. D'autres "forces" (par exemple la résistance de l'air) sont en fait le résultat complexe de l'interaction des quatre autres avec la matière à plus grande échelle. Les forces sont : la gravité, qui interagit avec n'importe quoi avec l'électromagnétisme de masse, qui interagit avec n'importe quoi avec une charge la force faible, qui interagit avec tout et la force forte, qui interagit avec les quarks. Chacune de ces forces est médiée par un " boson " : le " graviton " ( théorique ) , le " photon " , les bosons " W " et " Z " et un ensemble de 8 " gluons " respectivement . Vous avez probablement aussi entendu parler du « boson de Higgs » - l'interaction avec le boson de Higgs donne une masse de particule. Nous avons de très bonnes théories qui décrivent comment les particules interagissent les unes avec les autres en échangeant des bosons - c'est le « modèle standard ». Ce que nous n'avons pas, c'est une explication de la raison pour laquelle c'est le cas. pourquoi 6 leptons ? pourquoi pas 11 ? Pourquoi les leptons interagissent-ils avec la force faible mais pas avec la force forte ? Il y a une charge positive et négative - pourquoi pas une masse négative ? Et maintenant je peux commencer à répondre à votre question ! La théorie des cordes explique toutes ces différentes particules en utilisant une seule « vraie » particule fondamentale - un morceau de corde. Dans cette théorie , tout est de la ficelle . Chaque particule est un morceau de ficelle. Alors qu'est-ce qui fait qu'un bout de ficelle est un électron et un autre un photon ? Ce sont des particules très différentes. La raison en est que les cordes vibrent de différentes manières. Imaginez jouer de la trompette. Vous soufflez dedans, et en appuyant sur les valves, vous pouvez changer le chemin que prend l'onde sonore à travers l'instrument. Cela change la vibration de la trompette - cela change la note. Dans cette analogie, différentes notes correspondent à différentes particules et bosons. Évidemment, l'espace n'est pas rempli de trompettes infinitésimales, alors comment changer la façon dont la corde vibre ? C'est là qu'interviennent 11 dimensions. Comme vous pouvez le voir, il y a 3 dimensions spatiales "ouvertes" (il y a aussi une dimension temporelle ouverte). Les physiciens ont émis l'hypothèse qu'il pourrait y avoir des dimensions supplémentaires, non pas ouvertes, mais enveloppées. Pour emprunter l'analogie de quelqu'un d'autre : Imaginez voir une fourmi se déplacer sur un fil. Au début, vous pensez que c'est un problème unidimensionnel. La fourmi peut se déplacer vers l'arrière ou vers l'avant, et vous pouvez spécifier sa position avec une seule mesure : la distance jusqu'à une extrémité du fil. Mais en y regardant de plus près, vous réalisez que ce n'est pas vrai : le fil a une seconde dimension, mais il a été "fermé" - enroulé autour de la première, mais il est juste très petit, donc de loin vous ne l'avez pas remarqué. Elle est fondamentalement différente d'une dimension ouverte. Pour autant que nous le sachions, vous pourriez vous envoler dans l'espace dans une direction ouverte choisie et ne jamais revenir. mais avec une dimension fermée, vous vous retrouvez d'où vous venez. Avec de minuscules dimensions fermées, ils sont si petits que vous ne réalisez même pas que vous les bouclez. Alors qu'est-ce qui change la façon dont la corde vibre ? Eh bien, la ficelle est si petite qu'elle peut rapper autour des dimensions fermées. La manière précise dont les dimensions fermées interagissent les unes avec les autres (appelé l'espace « Calabi-Yau ») donne les particules possibles ; la façon dont la chaîne s'enroule autour de cet espace dicte le type de particule qu'elle représente à ce moment-là. Pourquoi 11 ? Les particules sont plus compliquées que les notes, donc 11 est le nombre minimum de dimensions dont vous avez besoin pour créer un ensemble cohérent de particules. J'espère que cela t'aides .