انتشار این مقاله


نظریه‌ی ریسمان؛ توجیه تمام پدیده‌ها با یک تئوری

نظریه‌ی ریسمان دو تئوری نسبیت عام و فیزیک کوانتومی را پیوند می‌دهد.

تئوری نسبیت عام و مکانیک کوانتومی دو رویکرد متفاوت در بررسی کارکرد جهان دارند. به عقیده‌ی بسیاری از فیزیکدانان روشی برای یکی کردن این دو نظریه وجود دارد، دیدگاهی که بتواند تمام سازوکارهای جهان را توضیح دهد. با روی کار آمدن نظریه‌ی ریسمان چنین چیزی غیرممکن نیست. نتیجه‌ی این پیوند کاربرد نظریه‌ی کوانتومی برای گرانش است. برای مرور خلاصه‌ای از این دیدگاه پیچیده با ما باشید!

رشته‌ها‌، نه ذرات!

در مقطع ابتدایی درباره‌ی وجود پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها، یعنی ذرات زیر اتمی پایه نکاتی را یاد گرفته‌اید. دانشمندان چگونگی حرکت و تعامل این ذرات با یکدیگر را مطالعه کرده‌اند، اما چندین تناقض در این فرایند مطرح است.

طبق نظریه‌ی ریسمان، این ذرات زیر اتمی وجود ندارند، در عوض، با رشته‌های ارتعاشی بسیار کوچکی که با ابزارهای کنونی قابل مشاهده نیستند یعنی ابرریسمان‌ها، جایگزین می‌شوند. هر رشته می‌تواند به صورت یک لوپ و از دو انتها بسته یا باز باشد. ارتعاش هر رشته ناشی از تک تک ذرات و تعیین‌کننده‌ی اندازه و جرم آن‌هاست. ارتعاش در انواع و اقسام شکل‌ها صورت می‌پذیرد و علت منشأ واحد نیروها و ذرات مختلف نیز همین است.

رشته‌ها چگونه جایگزین ذرات نقطه‌مانند می‌شوند؟
در سطح زیراتمی، ارتباطی بین فرکانس ارتعاش ذره و انرژی آن وجود دارد. همچنین، طبق معادله‌ی مشهور انیشتین یعنی E = mc2  جرم و انرژی نیز ارتباط دارند. در نتیجه، فرکانس ارتعاش و جرم نیز مرتبط خواهند بود. این رابطه هسته‌ی نظریه‌ی ریسمان است.

محدود کردن ابعاد جهان

نظریه‌ی نسبیت اینشتین ابعاد مختلفی را برای جهان گشود، زیرا هیچ محدودیتی در نحوه‌ی عملکرد آن وجود نداشت. نسبیت در چهل بعد نیز همانند چهار بعد به خوبی پاسخگو است! اما نظریه‌ی ریسمان تنها در ده یا یازده بعد کار می‌کند. اگر دانشمندان بتوانند شواهد حمایت از این تئوری را بیابند، ابعاد موجود در جهان محدود خواهد شد.

ما تنها چهار بعد را تجربه می‌کنیم. پس ابعاد گمشده در این تئوری چه جایگاهی دارند؟ دانشمندان این‌طور استدلال می‌کنند که این ابعاد در فضایی فشرده درهم تنیده‌اند. اگر فضا کوچک باشد، با توجه به مقیاس رشته‌ها (تقریبا ۱۰– ۳۳ سانتیمتر)، قادر به شناسایی آن‌ها نخواهیم بود.


مقاله مرتبط: امواج گرانشی، کلید اکتشاف ابعاد بالاتر در عالم


از سوی دیگر، اندازه‌گیری ابعاد بزرگتر نیز برای ما ممکن نخواهد بود؛ زیرا چهار بعد ما می‌تواند درون این ابعاد بزرگتر در هم تنیده شده باشد!

در جستجوی شواهد

در سال ۱۹۹۶، فیزیکدان اندرو استرومینگر، سپس موسسه‌ی فیزیک نظری سانتا باربارا و Cumrun Vafa در هاروارد، سیاهچاله‌‌ای را با میزان بیش از حد بی‌نظمی یا آنتروپی شبیه‌سازی کردند. چنین سیاهچاله‌ای دو دهه قبل‌تر توسط فیزیکدانان ژاکوب بکنستین و استیون هاوکینگ شبیه‌سازی شده بود. در آن زمان، هیچ کس نمیتوانست دریابد که چرا یک سیاهچاله می‌تواند چنین آنتروپی عظیمی داشته باشد.


مقاله مرتبط: تئوری جدید منشأ سیاهچاله‌ها


سیاهچاله‌های نظری ایجاد شده توسط استرومینگر و وافا مانند سیاهچاله‌های معمولی دیده شده در مرکز کهکشان‌هایی مانند راه شیری ساخته نشده‌ بودند. در عوض، برای شبیه‌سازی آن‌ها بر نظریه‌ی رشته تکیه شده بود که ارتباط بین این تئوری پیچیده و نیروی جاذبه‌ی اساسی ناشی از سیاهچاله‌ها را برقرار می‌کرد. با پایه‌گذاری اساس آن بر طبق نظریه‌ی ریسمان به جای ذرات قراردادی، اعتبار بیشتری را به این تئوری متحدکننده بخشیدند!
۵ نظریه‌ی ریسمان وجود دارد که ادوارد ویتن در سال ۱۹۹۵ ثابت کرد که این نظریه‌ها مرتبطند و جلوه‌های گوناگون نظریه‌ی مادر هستند؛ که نظریه‌ی M نامیده می‌شود. این نظریه در صورت اثبات می‌تواند تمام جهان را در بنیادی‌ترین حالت توصیف کند.

با وجود اینکه این نظریه یعنی “تئوری همه چیز” ناشناخته است اما بدون شک استدلالی قوی برای توضیح کارهای درونی جهان می‌باشد!

فاطمه مسیب‌پور


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *