نظریه‌ی ریسمان چیست و چرا بشر به آن نیازمند است؟

9
15793

بیگ بنگ: نظریه‌ی ریسمان، یک نظریه‌ی پیچیده‌ است که واقعیت کیهان را به‌وسیله‌ی ابرریسمان‌ها، به عنوان پایه‌ای‌ترین جزء ماده، توضیح میدهد. به گفته برخی فیزیکدانان، نظریه‌ی ریسمان فیزیک ِ قرن 21 میباشد که تصادفاً وارد قرن 20 شده است.
به گزارش بیگ بنگ، برای چندین دهه، دانشمندان برای کشف زیربنای محیط سه‌بعدی تئوری پردازی کرده‌اند و به‌ دنبال یک تئوری واحد و یکتا برای توضیح تمام ساز و کار کیهان بوده‌اند. در قرن گذشته، خیلی‌ها به‌دنبال عملی‌ساختن این مأموریت رفته‌اند. اما با روی‌کار آمدن تئوری ریسمان یا ابرریسمان بود که یافتن جواب خیلی دور از دسترس به‌نظر نمیرسید.

فلسفه‌ی وجودی تئوری ریسمان، برقراری پیوندی میان نسبیت عام آلبرت اینشتین و مکانیک کوانتوم، و اعمال تئوری کوانتوم به گرانش می‌باشد. در یک سخنرانی TED در سال 2005، فیزیکدان نظری مشهور، برایان گرین این نظریه‌ را با در هم شکستن ماده، طبق تمام دانسته‌های قبلی ما از ماده توضیح می‌دهد. او گفت که مواد از اتم‌ها ساخته‌ شده‌اند، که خودشان از الکترون، پروتون و نوترون ساخته شده‌اند، که همین‌ اجزاء را نیز می‌توان به کوارک تجزیه کرد. تا پیش از نظریه‌ی ریسمان، دانش ما تا همین‌جا قد می‌داد. تئوری ریسمان می‌گوید این ذرات زیراتمی به‌ظاهر غیر قابل تجزیه، در اصل از ریسمان‌هایی پدید آمده‌اند که ارتعاش و تغییر شکل دائمیشان در فضا باعث پدید آمدند تمام آن چیزی شده که می بینیم.

تئوری‌های زیادی باعث پیشرفت اولیه‌ی نظریه‌ی ریسمان در سال 1968 شدند. بسیاری از اوایل 1900 به دنبال یافتن نظریه‌ی یکپارچه بوده‌اند، تا دانش فعلی از جهانمان را افزایش دهند. درحال حاضر، با اینکه توان آزمایش و اثبات نظریه‌ی ریسمان در عمل وجود ندارد، فیزیکدانان نظری مثل ادوارد ویتن مشغول کشف نتایج محتمل این تئوری هستند.

ادوارد ویتن – فیزیکدان

ویتن در مصاحبه‌ای با شبکه NOVA، نظریه‌ی ریسمان را اینگونه توضیح می‌دهد: « نظریه‌ی ریسمان تلاشی برای توضیح ژرف‌تری از طبیعت است که در آن ذرات بنیادی صرفاً به‌عنوان نقطه در نظر گرفته نمیشوند بلکه به‌ صورت حلقه‌هایی از ریسمان‌های مرتعش هستند. یکی از خواص اساسی این ریسمان‌ها این‌است که توان ارتعاش در انواع و اقسام اشکال و فرم‌ها را دارد، که باعث طنین‌انداز شدن موسیقی می‌شود. صدای دیاپازون برای گوش انسان آزار دهنده‌ است. چرا که شما یک تک نوای خاص میشنوید، در عوض در پیانو و ویالون همزمان چندین لایه‌ی بالاتر نواها را نیز می شنویم که باعث زیبا و غنی شدن موسیقی می‌شود… دلیل وجود منشأ واحد برای نیروها و ذرات گوناگون نیز همین است. ارتعاشات مختلف که توسط یک ریسمان اساسی نواخته می‌شود. با دانسته‌های فعلی‌مان از نظریه‌ی ریسمان، هیچ‌ چیزی پایه‌ای‌تر از ریسمان وجود ندارد.»

ادوارد ویتن در طول زندگی‌اش کمک‌های شایانی به فیزیک کرده، از جمله معرفی نظریه ام (M Theory)، که 5 نظریه‌ی موجود ابر ریسمان را متحد می کند. (5 نظریه با نام‌های type I، type IIA، type IIB، SO(32) heterotic و E8xE8 heterotic). در دهه‌ی نود میلادی تصور بر این بود که این تئوری‌ها جدا از یکدیگرند و الزاماً یکی از آن‌ها می‌تواند درست باشد (آن تئوری‌ای باید درست باشد که محدودیت‌های انرژی‌اش با اطلاعات فیزیکی روی زمین منطبق باشد.) ویتن در تئوری‌هایش می‌گوید که دوگانگی‌هایی وجود دارند که توان متصل کردن چندین تئوری را از طریق تعامل میان ذرات را پدید می‌آورد.

چرا ریسمان؟

افرادی، نظریه‌ی ریسمان را چیزی بیشتر از یک احتمال شگفت‌انگیز نمی‌دانند. اما امید‌هایی که در تحقیقات محتمل آینده‌ی تئوری ریسمان نهفته‌ است، بسیار بیشتر از یک داستان جالب و فریبنده‌ است. اولین‌بار که تئوری گرانش توسط آیزاک نیوتن کشف شد، در اذهان عمومی به‌عنوان اکتشافی باورنکردنی شناخته می‌شد و واقعاً همین بود. زمانی که این تئوری انقلابی به‌ پا کرد، کاربردهای عملی از آن هیچ شباهتی به کاربردهایش در دنیای امروز ندارد. از نیوتن تا نسبیت عام اینشتین تا نظریه‌ی ده‌بعدی گرانش برانس-دیکی، این تئوری انقلابی همواره به دانشمندان فرصت اختراع، نوآوری و توسعه داده است. بدون این پیشرفت‌ها و دانش، پرواز، کاوش فضا و حتی پزشکی مدرن به‌ صورتی که امروز شاهدش هستیم وجود نمیداشت.

به‌همین ترتیب برای تئوری ریسمان، اگر مرزهای فیزیک محض با همین روند گسترش یابند، ممکن است روزی اطلاعاتی ارزشمند شکل جدیدی به نگرش‌ علمی ما ببخشد. اگرچه تئوری ام هنوز موفق به اثبات معادله‌ای یکتا نشده، تا‌ به‌ اینجا توانایی ارائه‌ی اطلاعاتی ارزشمند از اجسام دو بعدی و پنج‌بعدی را داشته است. علاوه‌ بر این بر توانایی درک ما از دوگانگی‌های متصل‌کننده و یکتاساز تمام دانسته‌های ما از نظریه‌ی ریسمان افزوده است. برای اطلاعات بیشتر کتاب ذرات بنیادی یا نظریه ریسمانها را مطالعه کنید.

ترجمه: بهروز شجاعیان/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: futurism.com



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

9 دیدگاه‌ها

  1. با عرض سلام،
    آیا تار ها یا ریسمان های باز و بسته بنیادی به ذرات اتمی و زیر اتمی تبدیل شده اند و یا اینکه فقط ارتعاشات آنها به ذرات تبدیل شده است و پس از آن بقاء خود را همچنین حفظ کرده اند ؟ حالت دوم منافی اصل بقاء جرم و انرژی می باشد، زیرا پس از اینکه ارتعاش یک تار به ذره مادی تبدیل شده باشد و آن تار مستقل از آن ذره به ارتعاش خود ادامه دهد، آنگاه از ارتعاش آن ذره دیگه ای ایجاد میشود. از این طریق به مرور زمان تعداد ذرات مادی افزایش خواهد یافت که این عمل اصل بقاء جرم را رد میکند.
    سوال دوم خود تار ها انرژی خود را از چه منبع و منشاء ای دریافت میکنند ؟ این سوال را میتوان طور دیگری مطرح کرد. آیا خود تار ها خود منبع انرژی ارتعاشی خود می باشند یا اینکه یک دست غیبی با انگشت های مبارک خود آن تار ها را به نوازش در میآورد و آهنگ های مختلفی تولید می کند. اگر آن آهنگ ها خود به ذرات تبدیل نشوند، تولید ادامه خواهد یافت و دوباره اصل بقاء جرم و انرژی خدشه دار خواهد شد. پیشنهاد من این است که هر کدام از آن تار ها دارای دوقلوی همزاد خویش می باشند و به هنگام رسیدن به همدیگر به نوسان در می آیند و خود منبع انرژی ارتعاشی خود میشوند. این همزاد ها از لحاظ اندازه با هم هم ارزش میباشند اما دارای دو ماهیت وجودی متضاد. بر عکس ذره – ضد ذره و یا ماده – ضد ماده ، این تار های دو قلوی بنیادی پس از رسیدن به هم ، همدیگر را نابود نمی کنند بلکه بر اساس اصل دیالکتیکی وحدت ضدین به همدیگر تبدیل می شوند و اندازه فرکانس چنین تبدیل متقابلی برابر است با معکوس زمان پلانک یعنی ۱۰ بتوان ۴۳ بار در ثانیه. انرژی همراه با این فرکانس سر سام آور در هیچ آزمایشگاه و شتاب دهنده ای قابل تولید نخواهد بود.
    میتوان با اطمینان کامل و خیال راحت به دو گوهر متضاد باور داشت. این دو گوهر عبارت اند از مختصات چهار بعدی مکانزمان و مختصات چهار بعدی بیمکانی – بی زمانی که روی هم رفته دارای هشت بعد خواهند بود که هر دو بعد روی هم یک گراویتون یا چهار قطبی نوسانگر را میسازند. غیر از این هشت بعد یک فضای پس زمینه سه بعدی وجود دارد که آن گراویتون ها را در بر میگیرد و بعد چهارم آن فضا زمان ابد میباشد که طول عمر کل کیهان را تعیین میکند. بنابر این مجموعا طبیعت و کیهان دارای ۱۲ بعد می باشند. البته هشت بعد اولیه مثل طومار در هم نپیچیده اند بلکه در لحظات اولیه مه بانگ به ذرات انرژی ( نور ) و جرم تبدیل شده اند ( البته حدود هشت در صد از آنها به ماده و انرژی معمولی تبدیل شده و بقیه بصورت انرژی و ماده تاریک باقی مانده اند ). نظریه پردازان تئوری های ریسمان و حلقه هنوز به این حقایق نرسیده اند.

    • میشه گفت همه چیزی انرژی هست؟ ریسمان انرژی هست اند یعنی از ریسمان کوچک تر وجود نداره؟ همیشه پرسش وجود داره از کجا تا کجا ریسمان ختم میشه خود رسیمان و انرژی هستند از کجا میاد میشه؟ زمان دربرگیرده فضا وماده هست ترهم تنیده همه در مورد دنیای چند بعدی متغییر هست تعریف نمیشه بی نهایت هست اش به چهارم به توانn مکانیک کوانتوم واقعا دنیای عجیبی کسی گفته کوانتوم درک کرده درک نکرده کوانتوم یعنی عدم قطعیت پرسش میونه که جواب رو متناقضی دال به درست بودن نقض برهم دیگه پرسشی وجود نداشته

  2. البته طبق نظریه ای که گرانش را صرفا نتیجه رفتار آماری ذرات فضا زمان( اگر برای فضا زمان گرانولیته یا دانه بندی قائل شویم )میداند و تا الان توانسته تعدادی از نتایج آزمایشات رو توجیه کنه، گرانش از گردونه نیروهای بنیادی خارج میشه و نسخه کاملتری از نظریه استاندارد فیزیک کفایت خواهد کرد ،اونوقت استرینگ تئوری فلسفه وجودیش رو از دست خواهد داد. پس هنوز خیلی زود است که استرینگ تئوری رو کاندید نهایی برای توصیف کیهان در نظر گرفت.

    • بعد چهارم همون زمان هست و همه چیز در اطراف ما قرار داره ما نسبت اطراف مون بعد چهارم قرار داریم تعریف من از بعد چهارم اینه بعد زمان هست چهار بعد بیشتر وجود نداره میشه بعد چهارم بینهایت یا متغیر و بعضی وقت اطلاعات غلط وجود داره بعد ده و یازده فیزیک کوانتوم تو دانشگاه تدریس میشه یا نه؟🤔 علم نوپای هست