Πώς η Θεωρία Χορδών προσπαθεί να εξηγήσει την ίδια την ουσία της δομής του σύμπαντος
Η θεωρία χορδών είναι, ίσως, η πιο περίεργη θεωρία στη σύγχρονη θεωρητική φυσική, προσπαθεί να λύσει το μυστήριο της δομής του σύμπαντος. Και είναι τόσο ασυνήθιστο που μπορεί κάλλιστα να αποδειχθεί ότι δεν είναι απλώς μια όμορφη εφεύρεση, αλλά μια θεωρία που περιγράφει με ακρίβεια την ίδια την ουσία ολόκληρου του σύμπαντος.
Μια προσπάθεια συνδυασμού των πάντων σε μια θεωρία
Έτσι, διάφορες εκδοχές της Θεωρίας Χορδών τοποθετούνται σήμερα ως ένας από τους κύριους υποψήφιους για τον τίτλο μιας συνολικής καθολικής θεωρίας, η οποία στην πραγματικότητα εξηγεί όλα όσα υπάρχουν.
Στην πραγματικότητα, αυτή η θεωρία δεν είναι παρά το Άγιο Δισκοπότηρο όλων των θεωρητικών φυσικών που έχουν ασχοληθεί με τη θεωρία των στοιχειωδών σωματιδίων, καθώς και την κοσμολογία, καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής τους.
Έτσι, στην καθολική θεωρία υπάρχουν μόνο δύο τύποι, που περιέχουν ολόκληρη την πεμπτουσία της ανθρώπινης γνώσης σχετικά με τις συνεχιζόμενες αλληλεπιδράσεις και τις ιδιότητες των θεμελιωδών σωματιδίων της ύλης, των οποίων είμαστε εμείς και εσείς Σύμπαν.
Αυτή τη στιγμή, η θεωρία χορδών έχει συνδυαστεί με την έννοια της υπερσυμμετρίας και, έτσι, αποδείχθηκε η λεγόμενη θεωρία των υπερχορδών. Και μέχρι στιγμής αυτό είναι το μέγιστο που άξιζαν οι επιστήμονες-θεωρητικοί στον τομέα του συνδυασμού της θεωρίας τεσσάρων κύριων αλληλεπιδράσεων (εκδηλωμένες δυνάμεις της φύσης).
Η θεωρία των υπερχορδών βασίζεται στην ιδέα ότι εξηγείται απολύτως κάθε αλληλεπίδραση στη φύση ανταλλαγής, τα λεγόμενα σωματίδια φορέα του αντίστοιχου είδους μεταξύ των σωματιδίων που εισέρχονται ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ.
Για μια απλή κατανόηση, είναι επιτρεπτό να φανταστούμε σωματίδια σε ρόλο «τούβλων» του σύμπαντος, και αυτά τα διαβόητα σωματίδια φορέα είναι το «τσιμέντο» που συνδέει τα «τούβλα» μεταξύ τους.
Έτσι, αν στραφούμε στο τυπικό μοντέλο, τότε σε αυτό ο ρόλος των "τούβλων" αποδίδεται σε κουάρκ και ο ρόλος του "τσιμέντου" παίζεται από μποζόνια μετρητή, τα οποία ανταλλάσσουν κουάρκ μεταξύ τους.
Αλλά η θεωρία της υπερσυμμετρίας έχει προχωρήσει πολύ περισσότερο. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, τα κουάρκ και τα λεπτόνια είναι πολύ μακριά από μονολιθικά, αλλά φτιαγμένα από πολύ πιο ογκώδη και δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί πειραματικά σωματίδια, τα οποία, με τη σειρά τους, διασυνδέονται από ένα ακόμη ισχυρότερο «τσιμέντο» υπερενεργειακών σωματίδια-φορείς αλληλεπιδράσεων.
Φυσικά, τα σύγχρονα υπολογιστικά συστήματα της ανθρωπότητας είναι ακόμα ανίκανα να διεισδύσουν τόσο βαθιά στον κόσμο του σύμπαντος, αλλά οι επιστήμονες έχουν ήδη δώσει ένα όνομα σε αυτά τα υποθετικά υπάρχοντα σωματίδια. Για παράδειγμα, υπάρχει ένα ηλεκτρόνιο (υπερσυμμετρικό ανάλογο ενός ηλεκτρονίου), ένα τετράγωνο κ.λπ.
Κατ 'αρχήν, δεν είναι δύσκολο να φανταστούμε την εικόνα του Σύμπαντος που προτείνεται από αυτές τις θεωρίες. Σε κλίμακα της τάξης των 10-35μ, ή τουλάχιστον 20 τάξεις μεγέθους μικρότερες από τη διάμετρο ενός τέτοιου «τούβλου» όπως το πρωτόνιο, το οποίο, όπως γνωρίζετε, αποτελείται από τρία «κολλημένα» κουάρκ. Ταυτόχρονα, η αρχιτεκτονική της ύλης σε αυτό το επίπεδο είναι εντυπωσιακά διαφορετική από τον κόσμο που έχουμε συνηθίσει.
Με τόσο μικρές αποστάσεις και εξίσου τεράστιες ενέργειες, η ύλη είναι μια σειρά από στάσιμα κύματα πεδίου (ακριβώς όπως σε μουσικά όργανα).
Έτσι, ένας τεράστιος αριθμός αρμονικών (υπερτονών), εκτός από τον κύριο τόνο, μπορεί να ενθουσιαστεί σε μια συνηθισμένη χορδή κιθάρας στη διαστημική μας έκδοση.
Και κάθε κατάσταση αρμονικής αντιστοιχεί στη δική της ενεργειακή κατάσταση.
Και πάλι επιστρέφουμε στη Θεωρία της Σχετικότητας, δηλαδή στην Αρχή της Σχετικότητας. Σύμφωνα με τον ίδιο, η ενέργεια και η μάζα είναι ισοδύναμα και, ως εκ τούτου, όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα της αρμονικής ταλάντωσης του κύματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργειά του, και ως εκ τούτου τόσο μεγαλύτερη είναι η μάζα του παρατηρούμενου σωματιδίου.
Επιπλέον, σύμφωνα με τη Θεωρία Superstring, οι δονήσεις τους εκτελούνται σε 11 διαστάσεις ταυτόχρονα. Είμαστε όλοι συνηθισμένοι σε τέσσερις διαστάσεις (τρεις χωρικές και μία χρονικές), αλλά στον τομέα των υπερχορδών, όλα είναι κάπως πιο μπερδεμένα.
Οι θεωρητικοί προσπαθούν να παρακάμψουν αυτή τη «διαπλοκή» της φυσικής και ακόμη και να μην την παρατηρήσουν και να λύσουν το δίλημμα των «περιττών» μετρήσεων με τέτοιο τρόπο που υποτίθεται ότι "συμπιέζονται" (καταρρέουν), και ως εκ τούτου δεν μπορούν να παρατηρηθούν με πρότυπο ενεργειών.
Αλλά οι επιστήμονες δεν σταμάτησαν εκεί και «οριστικοποίησαν» τη θεωρία των Superstring, και δημιούργησαν τη θεωρία των πολυδιάστατων μεμβρανών. Σε γενικές γραμμές, αυτές είναι οι ίδιες χορδές, μόνο επίπεδες. Οι συντάκτες της ίδιας της θεωρίας αστειεύονται ότι οι μεμβράνες διακρίνονται τόσο από τις χορδές όσο και ο βερμιτσέλα από τα ζυμαρικά.
Παρά τη φαινομενική καθολικότητά της, αυτή η θεωρία έχει μια σειρά αδυναμιών. Έτσι, μέχρι τώρα, η θεωρία δεν έχει περιοριστεί σε μια αυστηρή μαθηματική μορφή, αφού απλά δεν υπάρχει αρκετή μαθηματική συσκευή για να την φέρει σε αυστηρή εσωτερική αντιστοιχία.
Επιπλέον, σημαντικές αντιφάσεις ορισμένων πτυχών της θεωρίας με άλλες δεν έχουν ακόμη εξαλειφθεί και για ολόκληρη την ύπαρξη της θεωρίας, κανείς θεωρητικών και δεν θα μπορούσαν να προσφέρουν ούτε ένα πείραμα όπου η θεωρητική συλλογιστική δοκιμαζόταν στο εργαστήριο συνθήκες.
Και όσο δεν πραγματοποιείται ούτε ένα επιστημονικό πείραμα, ολόκληρη η θεωρία των υπερχορδών και των μεμβρανών θα είναι απλώς ένα όμορφο παιχνίδι της φαντασίας.
Σας άρεσε το υλικό; Στη συνέχεια, βαθμολογήστε το και μην ξεχάσετε να εγγραφείτε στο κανάλι. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!