نصائح

أساسيات نظرية الأوتار

أساسيات نظرية الأوتار

نظرية الأوتار هي نظرية رياضية تحاول تفسير بعض الظواهر التي لا يمكن تفسيرها حاليًا وفقًا للنموذج القياسي لفيزياء الكم.

أساسيات نظرية الأوتار

في جوهرها ، تستخدم نظرية الأوتار نموذجًا للسلاسل أحادية البعد بدلاً من جزيئات فيزياء الكم. هذه السلاسل ، حجم طول بلانك (10-35 م) ، يهتز عند ترددات الرنين محددة. تنبأت بعض الإصدارات الحديثة من نظرية الأوتار بأن طول السلاسل يمكن أن يكون طوله أطول ، يصل إلى حوالي ملليمتر في الحجم ، مما يعني أنها في العالم يمكن أن تكشفها التجارب. تتنبأ الصيغ التي تنتج عن نظرية الأوتار بأكثر من أربعة أبعاد (10 أو 11 في المتغيرات الأكثر شيوعًا ، على الرغم من أن إصدارًا واحدًا يتطلب 26 بُعدًا) ، ولكن الأبعاد الإضافية "يتم رفعها" داخل طول Planck.

بالإضافة إلى الأوتار ، تحتوي نظرية الأوتار على نوع آخر من الأشياء الأساسية تسمى brane ، والتي يمكن أن يكون لها أبعاد أخرى كثيرة. في بعض "سيناريوهات عالم braneworld" ، يكون "عالمنا" في الواقع "عالقًا" داخل رافعة ثلاثية الأبعاد (تسمى 3-brane).

تم تطوير نظرية الأوتار في البداية في السبعينيات في محاولة لتفسير بعض التناقضات مع سلوك الطاقة للهادرونات والجزيئات الأساسية الأخرى للفيزياء.

كما هو الحال مع الكثير من فيزياء الكم ، لا يمكن حل الرياضيات التي تنطبق على نظرية الأوتار بشكل فريد. يجب أن يطبق الفيزيائيون نظرية الاضطراب للحصول على سلسلة من الحلول التقريبية. تتضمن هذه الحلول ، بالطبع ، افتراضات قد تكون أو لا تكون صحيحة.

الأمل الدافع وراء هذا العمل هو أنه سيؤدي إلى "نظرية كل شيء" ، بما في ذلك حل لمشكلة الجاذبية الكمية ، والتوفيق بين فيزياء الكم والنسبية العامة ، وبالتالي التوفيق بين القوى الأساسية للفيزياء.

متغيرات نظرية الأوتار

ركزت نظرية الأوتار الأصلية فقط على جزيئات البوسون.

تتضمن نظرية الأوتار الفائقة (اختصارًا لـ "نظرية الأوتار الفائقة التناظر") البوزونات مع جسيم آخر ، فرميونات ، بالإضافة إلى التناظر الفائق لنموذج الجاذبية. هناك خمس نظريات الأوتار المستقلة:

  • اكتب 1
  • اكتب IIA
  • اكتب IIB
  • اكتب هوو
  • اكتب HE

M-نظرية: نظرية الأوتار الفائقة ، التي تم اقتراحها في عام 1995 ، والتي تحاول دمج النماذج من النوع الأول والنوع IIA والنوع IIB والنوع HO والنوع HE كمتغيرات لنفس النموذج المادي الأساسي.

إحدى نتائج البحث في نظرية الأوتار هي إدراك أن هناك عددًا هائلاً من النظريات المحتملة التي يمكن بناؤها ، مما دفع البعض إلى التساؤل عما إذا كان هذا النهج سيطور فعلًا "نظرية كل شيء" التي كان يأمل العديد من الباحثين في الأصل. بدلاً من ذلك ، تبنى العديد من الباحثين وجهة نظر مفادها أنهم يصفون مشهدًا واسعًا لنظرية الأوتار للتركيبات النظرية المحتملة ، والكثير منها لا يصف فعليًا كوننا.

البحث في نظرية الأوتار

في الوقت الحاضر ، لم تقدم نظرية الأوتار بنجاح أي تنبؤ لم يتم تفسيره أيضًا من خلال نظرية بديلة. لم يتم إثباتها أو تزييفها على وجه التحديد ، على الرغم من أن لديها ميزات رياضية تعطيها جاذبية كبيرة للعديد من علماء الفيزياء.

قد يكون لدى عدد من التجارب المقترحة إمكانية عرض "تأثيرات السلسلة". لا يمكن حاليًا الحصول على الطاقة اللازمة للعديد من هذه التجارب ، على الرغم من أن بعضها في عالم الاحتمالات في المستقبل القريب ، مثل الملاحظات المحتملة من الثقوب السوداء.

الوقت وحده هو الذي سيحدد ما إذا كانت نظرية الأوتار ستكون قادرة على شغل مكان مهيمن في العلوم ، إلى جانب إلهام قلوب وعقول العديد من علماء الفيزياء.


شاهد الفيديو: وثائقي. الكون. حـ 6. نظرية الآوتار. ثينك سمارت. (يوليو 2021).