"/>ما هي نظرية الأوتار؟ - موقع بيغ بانغ العلمي

ما هي نظرية الأوتار؟ – موقع بيغ بانغ العلمي

ما هي نظرية الأوتار؟ – موقع بيغ بانغ العلمي


الانفجار الكبير: وفقًا لنظرية الأوتار ، فإن الجسيمات دون الذرية غير المرئية مصنوعة من أوتار صغيرة جدًا وتهتز في نمط معين. كل نمط اهتزاز هو جسيم مختلف. الإلكترون ليس أكثر من سلسلة تهتز في نمط. يهتز البروتون بنمط مختلف. هذا مجرد مفهوم رياضي. لا يوجد دليل تجريبي لدعم نظرية الأوتار.

وفقا للانفجار الكبير ، أربع قوى أساسية في الطبيعة هناك: الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوى النووية القوية والقوى النووية الضعيفة. أحد الأهداف الرئيسية للفيزيائيين هو تقديم نظرية يمكن أن تصف كل هذه القوى. حاول الفيزيائيون النظريون توحيد القوى والخروج بأفكار ونظريات جديدة ومثيرة للاهتمام على مدى العقود الستة الماضية. واحدة من النظريات الواعدة لهؤلاء العلماء هي “نظرية الأوتار”. أصبحت هذه النظرية المفهوم الأكثر تحديًا في الفيزياء وتسعى إلى دمج ركيزتي فيزياء القرن العشرين ، نظرية أينشتاين للنسبية وميكانيكا الكم. ببساطة ، نظرية الأوتار هي إطار شامل يمكن أن يفسر الواقع المادي بأكمله.

الفكرة الرئيسية لنظرية الأوتار

خذ كل شيء من حولك. لنفترض أنك التقطت تفاحة من الطاولة. مما تتكون التفاحة؟ حسنًا ، للإجابة على هذا السؤال ، عليك إلقاء نظرة أعمق. إذا قمت بتكبيرها قدر الإمكان ، فسوف ترى جزيئات عاجلاً أم آجلاً. لكن هذه ليست نهاية القصة. إذا قمت بتكبير الصورة ، سترى في النهاية ذرات. الذرات ليست نهاية القصة أيضًا ، لأنه إذا قمت بتكبير المزيد ، فستصل إلى الإلكترونات والنيوترونات. النواة نفسها مصنوعة من البروتونات والنيوترونات.

إذا أخذت واحدة من هذه الجسيمات (على سبيل المثال ، نيوترون) وقمت بتكبيرها ، ستخرج بجسيمات أصغر تسمى الكواركات. هذا هو المكان الذي تأتي فيه فكرة “نظرية الأوتار” المثيرة للجدل. أي أن هناك شيء آخر داخل هذه الجسيمات الدقيقة. وفقًا للفكرة ، لا يوجد شيء داخل الكواركات ، لكن نظرية الأوتار تقول أنك ستجد سلسلة صغيرة من الأوتار ، مثل الطاقة الموجودة داخلها ، تشبه أوتار الكمان. عند إزالة السلك أو الخيط ، يبدأ في الاهتزاز ويصنع نوتة موسيقية صغيرة. ومع ذلك ، لا تنتج الأوتار الصغيرة في نظرية الأوتار نوتة موسيقية. بدلاً من ذلك ، فإنها تخلق جزيئات عندما تهتز. كل اهتزاز يشبه جسيم مختلف.

اقرأ
انعكاس السماء المظلمة - موقع Big Bang Science
سلسلة تهتز
صورة سلسلة تهتز في نمط معين.

لذلك ، الكوارك هو نفس السلسلة التي تهتز في نمط معين ؛ يعتبر الإلكترون أيضًا خيطًا يهتز بنمط مختلف. لذلك إذا جمعت كل هذه الجسيمات معًا ، سترى أن التفاحة ليست سوى بضع اهتزازات في السلسلة. إذا كانت نظرية الأوتار صحيحة (لم يتم إثباتها بعد) ، فإننا نستنتج أن كل شيء في العالم ليس سوى سمفونية وترية تهتز.

الآن دعونا نلقي نظرة على العناصر الخمسة الرئيسية لنظرية الأوتار:

1- أبعاد أخرى

حاليا ، نظرية الأوتار هي مجرد فكرة بسيطة. لا يوجد دليل مباشر على أن هذه النظرية تصف الطبيعة بشكل صحيح. تقترح نظرية الأوتار أننا نقبل وجود المزيد من الأبعاد في العالم. نحن نعيش حاليًا في ثلاثة أبعاد مكانية ، لكن نظرية الأوتار تتحدث عن وجود ستة أبعاد ، بالإضافة إلى الأبعاد الأربعة المشتركة.

SjNiqpMzDKNDqCdnASRDd2- أبرطقرن

vDODO Advertising

هناك مجموعتان رئيسيتان من الجسيمات الأساسية في الكون تسمى البوزونات والفرميونات. تتنبأ نظرية الأوتار بوجود علاقة بين هذين الجسيمين تسمى أبارتار. بناءً على هذا النوع من التناظر ، يجب أن يكون البوزون موجودًا لكل تكوين والعكس صحيح. تم اكتشاف مبدأ التناظر خارج نظرية الأوتار. ومع ذلك ، يتسبب تكاملها في نظرية الأوتار في حذف بعض المصطلحات في المعادلات وتبدو منطقية.

بدون هذا المبدأ ، تؤدي معادلات نظرية الأوتار إلى تناقض مادي. مثل مستويات الطاقة الخيالية والقيم اللانهائية. بمعنى آخر ، يؤدي الجمع بين فكرة التناظر الفائق مع نظرية الأوتار إلى نظرية أفضل تسمى “نظرية الأوتار الفائقة”. أعرب الفيزيائيون عن أملهم في أن التجارب مع مسرعات الجسيمات والملاحظات الفلكية ستتمكن أخيرًا من الكشف عن وجود بعض الجسيمات فائقة التوصيل ودعم الإطار النظري لنظرية الأوتار.

اقرأ
سماء هذا الأسبوع (من 29 مارس إلى 6 مارس)

3- وحدة القوات

للفيزياء الحديثة قانونان مختلفان تمامًا: النسبية العامة وميكانيكا الكم. تدرس نظرية النسبية أجسامًا كبيرة على مقياس الكواكب والمجرات والكون ، لكن ميكانيكا الكم تدرس أجسامًا صغيرة في الطبيعة على نطاق أصغر وترتبط بمستويات الطاقة للذرات والجسيمات المجهرية. ليس من الواضح بعد كيف تؤثر الجاذبية على الجسيمات الصغيرة. تسمى النظريات التي تسعى إلى وصف الجاذبية بناءً على مبادئ ميكانيكا الكم نظريات الجاذبية الكمية ، واحدة من أكثر هذه الواعدة هي نظرية الأوتار.

4- الأوتار المفتوحة والمغلقة

هناك نوعان من الأوتار في نظرية الأوتار: الأوتار المفتوحة والأوتار المغلقة. يمكن ربط السلسلتين المفتوحتين معًا في النهاية لتشكيل حلقة مغلقة. أو يمكن ربط عدة سلاسل مفتوحة معًا في نهاية واحدة لإنشاء سلسلة مفتوحة جديدة. يمكن لهذه الألياف ، التي تسمى الألياف من النوع الأول ، أن تدخل خمسة أنواع رئيسية من التفاعل.

أوتار مفتوحة ومغلقةتعتمد هذه التفاعلات على قدرة السلسلة على الانضمام في النهاية وفصلها. يعتقد العلماء أن الألياف المغلقة لها خصائص معينة يمكن أن تصف الجاذبية في ميكانيكا الكم.

5- نظرية م

بمرور الوقت ، توصل العلماء إلى نسخة مختلفة من نظرية أبريسمان: النوع 1 ، والنوع IIA ، والنوع IIB ، ونسختين من نظرية الأوتار المغايرة. ولكن في عام 1995 ، قام عالم فيزياء نظري أمريكي يدعى إدوارد ويتن بدمج كل هذه النظريات في نظرية 11-الأبعاد تسمى نظرية M. قد تكون هذه النظرية إطارًا لتقديم نظرية موحدة توحد جميع القوى الأساسية في الطبيعة.

نظرية ممن اكتشف نظرية الأوتار؟

تنشأ نظرية الأوتار من برنامج بحثي يسمى نظرية S-Matrix ، والتي بدأها فيرنر هايزنبرغ في عام 1943. كان الهدف الرئيسي من هذا البرنامج هو وضع نظرية المجال الكمي المحلي كمبدأ أساسي لفيزياء الجسيمات الأساسية. ولدت مسرعات الجسيمات في 1950s و 1960s هادرون وفيرة. أدخل الفيزيائيون نماذج مختلفة جدًا لوصف نمط الدوران وكتلة هذه الجسيمات ؛ الجسيمات التي تتفاعل بقوة مع بعضها البعض.

اقرأ
القمر والمريخ وزحل والمشتري ودرب التبانة

لعب فيزيائي نظري إيطالي يدعى غابرييل فينزيانو دورًا مهمًا في بناء هذه النماذج المبكرة. لقد وضع الأساس لنظرية الأوتار في عام 1968 ، عندما اكتشف أن السلاسل الصغيرة يمكن أن تفسر تفاعل المدخلات. في عام 1991 ، نشر مقالًا حول كيفية الحصول على نموذج كوني تضخمي من نظرية الأوتار. اليوم ، حولت جهود العديد من الباحثين نظرية الأوتار إلى موضوع واسع وربطتها بالرياضيات البحتة وعلم الكونيات والفيزياء الفيزيائية والجاذبية الكمية. بالطبع ، لا يمكن اعتبار نظرية الأوتار نظرية لكل شيء.

 Mutliverse ” نظرية كل شيء “هي إطار افتراضي في الفيزياء يجمع بين جميع الجوانب الفيزيائية للعالم. كانت القوى الرئيسية الأربعة ذات مرة قوة واحدة في بداية الكون ، حتى 10 eli 30 ثانية بعد الانفجار العظيم. تمت ترقيته ، ووفقًا لنظرية الأوتار ، يوجد حوالي 10 إلى 500 من العالم أو الأكوان المتعددة الشاسعة.

على الرغم من أن نظرية الأوتار لم يكن لديها حتى الآن أدلة تجريبية ، فقد قدمت إجابات مقنعة لبعض القضايا المادية. هذه النظرية كان مصدر إلهام لموضوع أبرتقرن ، لقد ساعدنا على فهم إنتروبيا الثقب الأسود أيضًا استطاع إدخال مناهج جديدة للحسابات التقليدية لنظرية المجال الكمومي. في الختام ، قد لا تتمكن نظرية الأوتار من الظهور كنظرية لكل شيء ، ولكنها يمكن أن تستمر في العمل كحقل منفصل للبحث في زاوية من العلوم. ربما سيقودنا في النهاية إلى الاتجاه الصحيح وسنكتشف جوانب جديدة من العالم الكمي.

ترجمة: منصور ناجيلو / موقع بيغ بانغ العلمي

مصدر: Rankred.com

إرسال تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *