مقدمه:
در نظريه ي ريسمان به جاي اينكه هر ذره را مستقل در نظر بگيريم به صورت رشته اي پيوسته با شكلهاي مختلف درنظر ميگيريم , مثلا الكترون را مي توان مانند يك النگو رشته اي بدانيم كه دو سرش بهم گره خورده و حلقه دايره اي تشكيل داده است. علت بوجود آمدن اين نظريه اين بود كه گرانش با كوانتوم مشكل دارد. همچنانکه گفته شد در دنياي ما چهار نيروي اصلي بنامهاي الكترومغناطيسي، هسته اي قوي، هسته اي ضعيف و گرانشي وجود دارد. سه نيروي اول به ترتيب مي توانند با هم در انرژيهاي بالا متحد شوند و يك نظريه واحد داشته باشند. يعني انشعاباتي از يك نظريه ي اصلي باشند. اصطلاحاٌ مي گويند اين سه نظريه در انرژيهاي بالا تقارن دارند و در انرژيهاي معمولي دچار شكست خودبخودي تقارن مي شوند. اما چهارمين نيروي اصلي يعني گرانش دو مشكل اساسي دارد. يكي وحدت نيافتن با سه نيروي ديگر و ديگر اينكه اگر ذرات را نقطه اي در نظر بگيريم، سطح مقطع برهم كنش نيروي گرانشي بين دو ذره ي نقطه اي كه بهم نزديك مي شوند طبق نظريه ي كوانتومي بي نهايت بدست مي آيد. از اينرو ذرات بصورت ريسمانهاي يك بعدي در نظر گرفته شدند. مثلا الكترون يا كواركها همگي ريسمانهاي بسته و حلقوي با شكلهاي مختلفند. در اين تصورجديد، ديگر برهم كنش ذرات در زمان و مكان خاص رخ نمي دهد بلكه شما دو حلقه داريد كه در فضا بهم نزديك مي شوند و با عكسبرداي تخيلي يك پوسته به شكل شلنگ نمايش داده مي شود. مثل اينكه دو شلنگ بهم برخورد كرده باشند و دو شلنگ جديد بوجود آورده باشند. در اين نظريه هم وحدت ميسر است و هم بينهايتهاي گرانش كوانتومي برطرف می شود. اما در واقع یک ریسمان از چه چیزی ساخته شده است؟ یک ریسمان یک مقدار کوچک انرژی است و در اینجا هیچ چیزی کوچکتر از این مقدار انرژی نیست.
چکیده:
ابعاد اضافی: نظريه ي ريسمان ادعا مي كند كه دنياي ما ده بعديست. يعني نه بعد مكاني و يك بعد زماني دارد. اين برخلاف تجربيات ماست. يعني ما فكر مي كنيم كه در دنيايي با سه بعد مكاني و يك بعد زماني زندگي مي كنيم. به همين دليل توجيه مي كند كه شش بعد اضافي در واقع در دنياي ما وجود دارند ولي فشرده شده اند. فشرده شدن يعني اينكه مثلا شما يك شلنگ را از فاصله ي دور بصورت يك بعدي مي بينيد اما از نزديك بصورت يك استوانه ی دو بعدی. امروزه برخی از نظریه پردازان ریسمانها بحث ابعاد بیشتر، حتی 26 بعد را مطرح کرده اند.
پوسته ها: یک پوسته چیزی است که یک ریسمان روی آن قرار دارد. فرض کنیم یک پوسته یک فضای سه بعدی است(مانند فضای ما). بعد فرض کنیم میدانها روی این پوسته ها هستند. فوتون روی این پوسته هاست و شش بعد دیگر تاریک است. فوتون فقط روی این پوسته ها زندگی می کند. و ما ابعاد اضافی را نخواهیم دید. همچنین گراویتون در همه ی فضا وجود دارد. کنش ذرات با گراویتون در نه بعد انجام می شود. اثر گراویتون در این ابعاد اضافی آنقدر کوچک است که ما فقط آثار گرانش را مشاهده می کنیم.
M-Theory:
پوسته ها: یک پوسته چیزی است که یک ریسمان روی آن قرار دارد. فرض کنیم یک پوسته یک فضای سه بعدی است(مانند فضای ما). بعد فرض کنیم میدانها روی این پوسته ها هستند. فوتون روی این پوسته هاست و شش بعد دیگر تاریک است. فوتون فقط روی این پوسته ها زندگی می کند. و ما ابعاد اضافی را نخواهیم دید. همچنین گراویتون در همه ی فضا وجود دارد. کنش ذرات با گراویتون در نه بعد انجام می شود. اثر گراویتون در این ابعاد اضافی آنقدر کوچک است که ما فقط آثار گرانش را مشاهده می کنیم.
M-Theory: نظریه های مختلفی تحت عنوان نظریه ریسمانها ارائه می شود که توضیحات متفاوتی از یک پدیده فیزیکی می دهند. در حقیقت پنج نوع نظریه ریسمانها وجود دارد:
Type I, Type IIA, Type IIB, Heterolic E8, Heterolic SO32
دو نوع E8, SO32 مخلوط نوع دو و نظریه ریسمان بوزونیک هستند.
در نظریه ریسمانها نگرش به ذرت شبیه سیمهای گیتار است که تحت کشش های مختلف، نتهای متفاوتی را تولید می کنند.
ریسمان چیست؟
رشته سیمهای گیتار را تصور کنید که با کشیده شدن در طول گیتار کوک شدهاند؛ بسته به آنکه سیمها چقدر کشیده شوند و تحت فشار قرار گیرند، نتهای موسیقی مختلفی بوسیله آنها ایجاد میشود. میتوانیم این نتهای موسیقی را حالتهای برانگیخته سیمهای گیتار تحت کشش بنامیم. به طور مشابه در تئوری ریسمان ذرات بنیادین که در شتابدهندهها مشاهده میشوند را میتوانیم نتهای موسیقی و یا همان حالتهای برانگیخته فرض کنیم.
در تئوری ریسمان همانند نواختن گیتار، ریسمانها باید تحت کشش قرار بگیرند تا برانگیخته شوند.
کشش ریسمان اگرچه ریسمانها در تئوری ریسمان در فضا-زمان شناور هستند و مانند گیتار مقید نیستند ولیکن با این حال آنها کشش دارند،
اگر تئوری ریسمان تئوری گرانش کوانتوم باشد، پس متوسط اندازه ریسمان باید چیزی نزدیک به مقیاس طول گرانش کوانتوم باشد که طول پلانک نامیده میشود و حدود ده بتوان منهای سی و سه سانتیمتر میباشد. متاسفانه این بدان معناست که ریسمانها به حدی برای دیدن با تکنولوژی فعلی فیزیک ذرات کوچک هستند که فیزیکدانان مجبور به ابداع روشهای جدیدی برای آزمایش تئوری شدند.
ابر تقارن
تئوری در ابتدا فقط برای بوزونها بود، به منظور اینکه فرمیونها هم وارد تئوری ریسمان شوند باید یک نوع بخصوص از تقارن به نام ابرتقارن وجود میداشت که به واسطه آن برای هر بوزون، یک فرمیون متناظر وجود داشته باشد. پس ابرتقارن، ذرات حامل نیرو و ذراتی که ماده را میسازند به هم مربوط میکند.
نتایج ابرتقارن در آزمایشات ذرات مشاهده نشدهاند اما نظریه پردازان معتقد هستند که ذرات ابرتقارن بزرگتر و سنگینتر از آن هستند که در شتابدهندههای فعلی بتوان آنها را مشاهده کرد. ایجاد شتابدهندههای قویتر انرژی بالا در دهه آینده میتواند شواهد لازم برای ابرتقارن در اختیار ما قرار دهند.
بهنجارش
مهم نبود که هر کس چقدر تلاش میکرد، به نظر میرسید گرانش به هیچ وجه به نظریهای قابل بهنجارش تبدیل نمیشود؛ یک مشکل بزرگ این بود که امواج گرانش کلاسیک که فرض میشد ذره حامل آن گراویتون است، دارای اسپین 2 بودند و برای اسپین دو عبارت 4j-8+D مساوی D می شد و برای D=4 انتگرال بینهایت می شد. و این برای فیزیکدانان غیرقابل هضم بود و سالها تلاش آنها در راه رسیدن به گرانش کوانتوم ناکام ماند. در اینجا بود که تئوری ریسمان وارد شد تا این خلا را پر کند.
تئوری ریسمان در اصل برای توصیف روابط میان جرم و اسپین هادرونها پیشنهاد شده بود. در تئوری ریسمان، ذرات از برآشفتگی ریسمانهای بسیار ریزی بوجود میآمدند ؛ یک ذره که از این برآشفتگیها بر میخواست، ذرهای بود با جرم صفر و دو واحد اسپین.
موفقیتی که تئوری ریسمان داشت این بود که در مدل دیاگرامهای فاینمن، دیاگرامها به سطوح صاف دو بعدی تبدیل میشدند و انتگرالهای روی سطح دیگر مشکل فاصله صفر را نداشتند
تئوری ریسمان و تئوری گرانش کوانتوم
در 1974 نهایتا این سوال مطرح شد که " آیا تئوری ریسمان میتواند تئوری گرانش کوانتوم باشد؟ ".
در تئوری ریسمان، ممنتوم بینهایت به معنای فاصله صفر نبود،رفتار ذره در فاصله صفر که در تئوری میدان کوانتوم بسیار مشکلساز بود، در تئوری ریسمان بسیار بیاهمیت شد و همین باعث شد که تئوری ریسمان نامزد تئوری گرانش کوانتوم شود.
اگر تئوری ریسمان ، تئوری گرانش کوانتوم باشد، مقدار طول مینیموم باید حداقل اندازه طول پلانک باشد لازم به ذکر است که مساله مقیاس طول در تئوری ریسمان به خاطر دوگانگی ریسمانها پیچیده و مشکل شد.
مطرح کنندگان نظریه ی ریسمان برای توصیف این حالت ابرتقارن را وارد این نظریه کرده اند که در این صورت هر دو هم فرمیون ها دارای جایگاه هستند و هم بوزون ها . در این صورت نظریه هایی پدید می آیند که ابرریسمان نامیده می شوند . نظریه های ابر ریسمان بر پنج نوعند.
یک تصویر نو از تئوری ریسمان
متخصص های نظریه ی ریسمان بر این باور هستند که پنج تئوری ابر ریسمان وجود دارد . نوع I ، نوع IIA و نوع IIB و دو حالت تئوری ریسمان اکتشافی یا هترو تیک که عبارتند از : ( (heterotic E8ׅ8 و ديگري ريسمان (heterotic SO(32) ) تفکر این است که از بین این پنج نماینده برای تئوری ریسمان تنها یک تئوری درست است. یک تئوری برای همه چیز و می گفت که فضا - زمان ده بعدی در چهار بعد که امروزه توسط دانشمندان تأیید شده است فشرده شده است . دیگر تئوری ها سعی در این داشتند که تئوری ریسمان را رد کنند .
این پنج تئوری ابر ریسمان به یکدیگر متصل هستند . همچون یک تئوری خاص و پایه ای . این تئوری ها به دگرگونی وابسته اند که به آن دوگانی می گوئیم . اگر دو تئوری با دوگانی دگرگونی وابسته باشند ، بدان معنا است که اولین تئوری می تواند در برخی از راه ها دگرگون شده باشد . به این دو تئوری دوگانه برای یکدیگر گفته می شود .
این کمیت های پیوند دوگانگی ها جدا از هم تصور می شدند . مقیاس ها فاصله های کم و زیاد ، نیرو ، طول و ... . این کمیت ها همیشه در فیزیک در هر دو تئوری میدان های کلاسیک و تئوری ذرات کوانتومی دارای حد خاصی هستند . اما ریسمان ها می توانند تفاوت بین کوچکی و بزرگی ، نیرومندی و ضعف باشند .
آنتروپی سیاهچاله چیست ؟
عقیده نظریه ریسمان در زمینه ی سیاهچاله : همانطور که می دانیم سیاهچاله ها نتیجه معادلات اینشتین هستند و چون تئوری ریسمان وجود گرانش را می پذیرد و شامل معادلات اینشتین نیز می شود پس وجود سیاهچاله ها را نیز می پذیرد . اما تئوری ریسمان بیشتر از تقارن جالب انواعی از ماده که معمولا" در معادلات اینشتین عادی به نظر می رسند بر خواسته است . بنابراین سیاهچاله در بافت تئوری ریسمان موضوعی جالب برای مطالعه هستند .
زمانی که این موضوع کشف شد که سیاهچاله ها می توانند با توجه به فرایند های کوانتومی نابود شوند به نظر می آمد که آنتروپی و دما دارایی ترمودینامیک هستند . دمای سیاهچاله با معکوس جرمش متناسب است . بنابراین سیاهچاله با نابودی اش گرم و گرمتر از دوره ی سابق خود می شود . آنتروپی سیاهچاله یک چهارم منطقه ی افق رویداد است ، بنابراین آنتروپی همچون سیاهچاله کوچک و کوچکتر می شود و در نتیجه منطقه ی افق رویداد نیز رفته رفته کاهش می یابد .
حال باید گفت که در تئوری ریسمان نقل روشنی بین زیر کوانتوم ها و تئوری کوانتوم و فرض آنتروپی سیاهچاله وجود ندارد .
ریسمان ها و گرانش
اگر تئوری ریسمان همان تئوری گرانش است چطور می توانیم را با تئوری گرانش اینشتین مقایسه کنیم ؛ چه رابطه ای بین هندسه ی فضا - زمان و تئوری ریسمان وجود دارد .
ساده ترین نوع برای تصور سفر یک ریسمان در فضا - زمان تخت d بعدی ، به معنای سفر از یک سوی فضا به سوی دیگر آن است. در صورتی که صدای تیک تیک زمان به گوش می رسد . یک ریسمان یک جسم یک بعدی است ، این بدان معنا است که اگر بخواهی در طول یک ریسمان سفر کنی فقط می توانی به جلو و عقب بروی و این امکان وجود ندارد که به یک سو یا بالا و یا پائین بروی . یک ریسمان می تواند به یک سو مثلا" بالا و پائین در فضا - زمان حرکت کند . اگر چه یک ریسمان همچنین می تواند گردادگرد فضا - زمان حرکت کند . آنها در یک سطح از فضا زمان کشیده می شوند و همانند جارویی عمل می کنند که به آن ریسمان ورد شیت ( کلمه ی ورد شیت یک واژه ی انگلیسی است که به صورت worldsheet است این کلمه معادلی صریحی در فارسی ندارد ولی اگر بخواهیم معادلی برای آن بیابیم می توانیم بگوئیم صفحه یا ورقه جهانی ) که در واقع دو بعد از سطح و یک بعد از فضا و یک بعد از زمان است .
ریسمان ورد شیت یک کلید برای تمام فیزیک ریسمان ها است . یک ریسمان نوسان می کند و از میان چهار بعد فضا - زمان سفر می کند . این نوسان ها می توانند در دو بعد ریسمان ورد شیت نمایان گر شوند که همچون منظره ی این نوسان ها در دو بعد در تئوری کوانتوم گرانشی است . در واقع باید این نوسان های ایجاد شده با مکانیک کوانتوم و تئوری نسبیت خاص هماهنگ باشند . تعداد ابعاد فضا - زمانی در تئوری ریسمان برای نیروها که همان تئوری بوزونیک است به 26 تا محدود می شود و 10 بعد از آن در تئوری بوزونیک ، فرمیونیک که همان ابر ریسمان است مشترک است.
بنابراین گرانش از کجا می آید ؟
اگر ریسمان ها در فضا - زمانی که توسط ریسمان های دیگر محصور است سفر کنند ، سپس طیف نوسان یک ذره با 2 اسپین و جرم صفر را شامل می شود ، در این صورت ذره گراویتون خواهد بود که حامل نیروی گرانشی است .
جایی که گراویتون وجود دارد باید گرانش نیز وجود داشته باشد . گرانش در کجای تئوری ریسمان جای دارد ؟
ریسمان ها و هندسه فضا - زمان
اگر یک ریسمان در فضا - زمان خمیده به سفر بپردازد ، با این خمیدگی متناسب می شود، همچون یک ریسمان تکثیر یافته . و این سازگار با مکانیک کوانتوم و معادلات اینشتین در مورد خمیده شدن فضا - زمان است . حال این امری واقعی است ! این نتیجه ای متقاعد کننده برای مطرح کنندگان تئوری ریسمان بود . تنهاذ تئوری ریسمان از فیزیک فضا - زمان خمیده گرانش را پیش بینی نمی کند ، اما می گوید که معادلات اینشتن از فضا ?-زمان خمیده در تکثیر ریسمان ها اطاعت می کنند .
آیا فضا - زمان بنیادی است ؟
رابطه ی پیچیده ای بین تئوری ریسمان و فضا - زمان وجود دارد . تئوری ریسمان از معادلات اینشتین به طور کامل اطاعت نمی کند . در تئوری ریسمان سری های زیادی برای اصلاح تئوری گرانش وجود دارد . در شرایط پائین تر از نرمال اگر ما فقط به مقیاس بزرگتر از ریسمان ها نگاه کنیم این فواصل قابل ملاحظه نیست . اما اگر مقیاس فاصله کم باشد این اصلاح ها بزرگتر می شوند تا از معادلات اینشتین برای توصیف نتیجه بزرگتر نشوند .
در حقیقت زمانی که سطح این اصلاحات بزرگتر شود هندسه فضا -زمانی برای تضمین توصیف نتیجه وجود ندارد . در واقع معادلات برای محاسبه ی فضا - زمان غیر ممکن می شود . اما چیزی که در این تئوری در فاصله های زیاد نمایان گر می شود پیوندی ضعیف است . این عقیده ای با درگیری های بزرگ فلسفی است .
فاصله های کم و زیاد
تقارن دوگانه که استعداد های پیچیده و مبهمی برای تشخیص مقیاس فاصله های زیاد و کم می خواهد دو گانگی تی T - duality خوانده می شود . و از حدود ابعاد اضافه در تئوری ابر ریسمان که حدود شش تا است می آید .
فرض کنید ما در فضا -زمان 10 بعدی هستیم که بدین معنا است که 9 بعدی فضایی و یک بعد زمانی دارد . گرفتن یکی از این نه بعد فضایی دایره ای به شعاع R می سازد . که در جهت برای فاصله L=2p R گرفته می شود . شما در دور این دایره حرکت می کنید و به جایی که از آنجا حرکت خود را آغاز کرده اید باز می گردید .
یک ذره که دور این دایره به سفر می پردازد، دارای مقدار حرکتی خواهد بود که گرداگرد این دایره است. اما موضوع در رابطه با یک ریسمان کاملا" تفاوت دارد . زیرا در سفر ، ریسمان می تواند دور دایره را خمیده کند . عدد زمانی پیچیدن این ریسمان به دور دایره عدد پیچ در پیچ خوانده می شود.
حال مورد عجیب در مورد تئوری ریسمان این است که این مقدار و این نوع پیچش می تواند تعویض شود . ما میزان این طول را با تغییر شعاع دایره با مقدار Lst2/R تغییر می دهیم ، در حالی که Lst طول ریسمان است . اگر R از طول ریمان خیلی کوچکتر باشد سپس مقدار Lst2/R بسیار بزرگ خواهد شد ؛ بنابراین مقدار مبادله و نوع پیچش ریسمان تبادل یک مقیاس فاصله ای بزرگ با یک مقیاس فاصله ای زیاد است .
این نوع از دوگانگی دوگانگی تی T - duality خوانده می شود . دوگانگی تی به تئوری های ابرریسمان نوع های IIA و IIB است . این بدان معنا است که اگر این دو تئوری در روی یک دایره فشرده شوند ، سویچ مقدار و نوع پیچش و سویچ مقیاس فاصله ای با تأثیر دو تئوری بروی یکدیگر تغییر می کند .
بنابراین دوگانگی تی در مقیاس های مختلف دارای تفاوت است . مثلا" در مقیاس های فاصله ای بسیار بزرگ برای مقدار کم در ریسمان ها است و نوع پیچش برای ریسمان با مقیاس های بسیار کوچک . حال همه ی این گفته تفسیر جالبی از این است که فیزیک چگونه بعد از کپلر و نیوتون در جریان بوده و توسعه یافته است .
ریسمان ها و پیوند ضعیف
ثابت اتصال و پیوند چیست ؟ این یکی از اعدادی است که در مورد چگونگی نیرو و کنش متقابل سخن می گوید . برای مثال : ثابت نیوتن ثابت پیوند برای نیروی گرانش است . اگر میزان ثابت کنونی نیوتن دوبرابر بود سپس ما گرانش را در سطح زمین دو برابر احساس می کردیم و همچنین از زمین گرانش ماه و خورشید نیز دو برابر احساس می شد و غیره . یک ثابت پیوندی بزرگتر بدان معنا است که آن نیرو قوی تر است و ثابت پیوندی ضعیف تر بدان معنا است که نیروی مورد نظر ضعیف تر است .
هر نیرویی دارای ثابت پیوندی است . برای مثال در نیروی الکترومغناطیسی ثابت پیوندی با مربع با الکتریکی متناسب است . زمانی که فیزیکدان ها رفتار کوانتوم های الکترومغناطیسی را مورد مطالعه قرار دادند ، آنها کاملا" قادر نبودند تا تمام تئوری ها را حل کنند . بنابراین مقداری از قوانین روبه روی خود را می شکستند تا به توانند معادلات را حل کنند و هر جایی که شکسته می شد راه را برای حل موضوعات بعدی و ثابت های پیوندی باز می کرد . در انرژی های عادی در الکترو مغناطیس ثابت پیوند کوچک است و بنابراین اولین قسمت اندکی شکسته شده تقریب خوبی برای پاسخ واقعی بود . اما اگر ثابت پیوند زیاد باشد متودهای محاسبه نیز زیر پا گذاشته می شود و قسمت های کوچک نیز بی ارزش می شوند . این موضوع در تئوری ریسمان نیز قابل رخ دادن است . تئوری های ریسمان دارای ثابت پیوندی هستند . اما با تئوری ذرات تفاوت دارد . در تئوری ریسمان ثابت تنها یک عدد نیست و به نوع نوسان ریسمان وابسته است که آن را کندی می خوانند . مبادله میدان کندی از تبادل ثابت های پیوندی بسیار بزرگ یا کوچک کم می شود .
دوگانگی اس S - duality
اگر دو تئوری ریسمان توسط دوگانگی اس به هم وابسته باشند در این صورت ثابت پیوندی یکی ضعیف خواهد بود و دیگری در مقابله با آن ثابت پیوندی قوی خواهد داشت . باید توجه داشت که تئوری با نیروی پیوندی نمی تواند مفهومی از بسط آن در سری های دیگر باشد . و اما تئوری با نیروی پیوندی ضعیف این امکان را دارد . بنابراین اگر دو تئوری در دوگانگی اس به هم وابسته اند ما باید تئوری ضعیف را درک کنیم و اگر در فهم این موضوع کاملا" موفق باشیم می توان گفت که تئوری ریسمان را کاملا" فهمیده ایم . این در واقع ضرب المثلی در بین فیزیکدان ها است .
تئوری های ابرریسمان وابسته به دوگانگی اس عبارتند از : نوع I با تئوری ابر ریسمان (heterotic SO(32) ) و تئوری ابر ریسمان IIB با خودش .
این به چه معنا است؟
دوگانگی اس چیزی منحصر به فرد در فیزیک ریسمان ها است ، آن چیزی است که از عهده ی ذرات خارج است و قادر به انجام آن نیستند ، زیرا یک ذره نمی تواند همانند یک ریسمان گرداگرد یک دایره خمیده شود . اگر واقعا" تئوری ریسمان نظریه ی درستی در طبیعت باشد، باید بر سطح های عمیق نیز دلالت کند . مقیاس های فاصله ای کوچک در فیزیک به صورت مستقل اصلاح نشده اند ، اما همانند یک سیال است که وابسته به تحقیق ما و استفاده از اندازه ها است ، این ها است که حالت تحقیق را مشخص می سارد .
در قسمت دیگر که دوگانگی اس است به ما می آموزد که حد نیروی پیوندی در ریسمان ها می تواند در حدهای ضعیف برای ریسمان های مختلف محاسبه شود . اما این نتیجه ای عاقلانه برای مکانیک کوانتوم گرانشی است ؛ زیرا همانطور که می دانیم در نسبیت، اجرام بروی فضا - زمان اطراف خود تأثیر می گذارند و آن را خمیده می کنند .
نگاهی به ام تئوری
تئوري ام يك تئوري جسورانه فيزيكي است كه از هندسه اي عجيب و منحصر به فردي برخوردار است. طرفداران اين نظريه جديد فيزيكي ادعا مي كنند كه اين تئوري مسيري براي دست يافتن به نظريه اي براي همه چيز است.اين تئوري كه از بسط و گسترش تئوري ابر ريسمان بوجود آمده است، همه 5 تئوري ابر ريسمان را و 11 بعد ابر گراني را در بر مي گيرد. علت اينكه فيزيكدانان به چشم يك نظريه ي متهور و ستيزه جو به اين نظريه نگاه مي كنند اين است كه اين نظريه فاقد هرگونه پشتوانه ي تجربي و آزمايشگاهي است و وجودش را تنها مديون يكسري رياضيات پيچيده و هندسه اي غامض است .
ظهور ام(M) :
در سال 1995 ادوارد ويتن انقلاب دوم ابر ريسمان را پايه گذاري كرد و از اين راه به شهرت جهاني رسيد.
ويتن مقالات فراواني در زمينه نظريه ي ابر ريسمان كه تاحدودي در ان زمان به فراموشي سپرده شد انتشار داد و راه حل برون رفت از چالش هاي پيش روي نظريه ريسمان را در گسترش ابعاد اين نظريه از ده بعد به يازده بعد دانست ، بدين صورت تئوري ام كه يك تئوري يازده بعدي است شكل گرفت.
تئوري ام در حقيقت از تركيب 5 تئوري مختلف ريسمان بوجود امده است اين تئوري در راستاي تلاش هاي بي ثمر گذشته كه سعي در متحدكردن نسبيت عام و كوانتوم مكانيك براي دست يافتن به نظريه به نام ابرگرانش.
ابر گراني يك تئوري ميدان است كه جزيي از ابر ريسمان به حساب مي آيد و از كوچك كردن ريسمان ها تا حد صفر يعني نقطه بو جود مي آيد كه ابر تقارن و نسبيت را يگانه مي نمايد ذرات ميدان گراني گراويتون با اسپين 2 است ولي در ابر گراني ذرات ميدان گراويتينو (گراني كوچك ) مي باشد و اسپين آن 2/3 است.) بود گام بر ميدارد.
تئوري ام كه از 11 بعد برخودار است در حقيقت با گرفتن دوگان نظريه ده بعدي ريسمان بدست مي آيد اين موضوع كه چگونه تقارن دوگانگي مي تواند مشكلات را براي رسيدن به نظريه ي نهايي از پيش رو بردارد موجب شگفتي دانشمندان است .
تقارن دوگانگي به خوبي 5 نظريه ي مختلف ريسمان را به هم مر بوط مي سازد و برابر بودن آنها را نشان مي دهد دوگانگي در حقيقت پل ارتباطي بين ساير تئوري هاي ريسمان است تئوري جديد دوگانگي به خوبي برابري و ارتباط نظريه هاي ريسمان را با يكديگر بر ملا مي سازد كه مي تواند در اين زمينه از دو گانگي اس (-duality S)– تي T-duality) )– و يو( -duality U)نام برد هريك از اين دو گانگي ها راهي است براي تبديل يك تئوري ريسمان به تئوري ريسمان ديگر و در اين ميان دوگانگي تي را مي توان ساده ترين دوگانگي از ميان ساير دوگانگي ها كه تئوري هاي ريسمان را به هم مرتبط مي سازد در نظر گرفت.
دوگانگي يك تقارن مستحكم در نظريه ي ريسمان است ،بر همين اساس ما با گرفتن دوگان يك نظريه ريسمان به نظريه ريسمان ديگر مي رسيم و به همن صورت مي توانيم نشان دهيم كه تمامي 5 تئوري ريسمان در حقيقت يكي هستند.
دوگانگي هاي بين 5 نمونه تئوري ريسمان رابطه اي منطقي و جالب بوجود مي آورد (اگر ابر گراني را به حساب آوريم بايد بگوئيم 6 تئوري ريسمان ) و به خوبي پنج نمونه ريسمانها را بهم مربوط مي سازد و برابري آنها را ثابت مي كند بدين صورت با يك تحول بزرگ از دل يك نظريه ي ده بعدي نظريه اي يازده بعدي (نظريه ي ام ) متولد مي شود كه اين نظريه اميد ها را در راه اتحاد نسبيت عام با مكانيك كوانتومي براي رسيدن به نظريه اي براي همه چيز زنده نگه مي دارد .
تئوري ام با تمام موفقيت هايش تا حدي نامفهوم و نارسا است و تاكنون نيز كسي شرح روشن و كاملي از اين نظريه بيان نكرده است. چرا كه مباني بنيادي فيزيكي كه اين نظريه برپايه ي آن استوار گرديده مشخص نيست و تنها اين تئوري داراي يك چارچوب كلي بوده كه اميد مي رود در آينده فيزيكدانان با استفاده از دوگانگي مسائلي كه تاكنون مبهم و غير قابل حل مانده است حل شوند. ولي همچنان اين سئوال در اذهان فيزيكدانان به عنوان مسئله اي لاينحل باقي مانده است .
چرا ام ؟
يك سرگرمي كه با مطرح شدن نظريه ي ام بوجود آمد ه است نامگذاري اين تئوري است. هركسي سعي مي كند يك نام مناسب براي اين تئوري حدس بزند و چون سرچشمه ي نام اين نظريه در هاله اي از ابهام قرار دارد بهمين خاطر با نام هاي گوناگون براي اين نظريه روبرو مي شويم .
مثلا اين تئوري ممكن است مخفف تئوري ماتريس theory Matrix باشد يا تئوري موفين Muffin theory –تئوري مايستري (راز) Mystery theory –تئوري مجيك (جادو ) Magic theory - تئوري ماركر (خالق ) Maker theory – تئوري موركي (تيره ) Murky theory - تئوري ممبران (غشا ء ) Membrane theory تئوري منستروس (غول پيكر ) Monstrous theory - تئوري مادر Mother theory
شلدون گلاشو اعتقاد دارد كه M وارونه ي W حرف اول اول نام ويتن پايه گذار اين نظريه است.
صرفنظر از اينكه معني احتمالي ام چه مي تواند باشد، امروز تئوري ام شايسته ي توجه و فضايي مهيج براي فعاليت و پژوهش در زمينه ي فيزيك نظري استht
امیدوارم تونسته باشم کمک کوچیکی بکنم
همیشه موفق باشید
ارسال به شبکه هاي اجتماعی
باکلیک روی ستاره یک امتیازبه این مطلب بده
.دوستان رشته صنایع همیشه از من گله مند بودن که چرا جزوه برای اونا نمیذارم.اما این بار با یه جزوه توپ اومدم
.جزوه علم مواد که مربوط به دانشجویان مهندسی صنایع و مهندسی مکانیک دانشکده فنی میشه.جزوه خوبیه
.امیدوارم که مورد استفاده دوستانی که این ترم این درس رو برداشتن واقع بشه
