यह लगातार चौथा मुद्दा है। स्वयंसेवकों से यह भी अनुरोध किया जाता है कि वे यह न भूलें कि उन्होंने किन विषयों को कवर करने की इच्छा व्यक्त की है, या हो सकता है कि किसी ने अभी सूची में से कोई विषय चुना हो। मेरी ओर से सोशल नेटवर्क पर रेपोस्ट और प्रमोशन। और अब हमारा विषय: "स्ट्रिंग थ्योरी"

आपने शायद सुना होगा कि हमारे समय का सबसे लोकप्रिय वैज्ञानिक सिद्धांत - स्ट्रिंग सिद्धांत - सामान्य ज्ञान की तुलना में बहुत अधिक आयामों के अस्तित्व को दर्शाता है।

सैद्धांतिक भौतिकविदों के लिए सबसे बड़ी समस्या यह है कि सभी मौलिक अंतःक्रियाओं (गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, कमजोर और मजबूत) को एक सिद्धांत में कैसे जोड़ा जाए। सुपरस्ट्रिंग थ्योरी सिर्फ थ्योरी ऑफ एवरीथिंग होने का दावा करती है।

लेकिन यह पता चला कि इस सिद्धांत के काम करने के लिए आवश्यक आयामों की सबसे सुविधाजनक संख्या दस है (जिनमें से नौ स्थानिक हैं, और एक अस्थायी है)! यदि कम या ज्यादा आयाम हैं, तो गणितीय समीकरण अपरिमेय परिणाम देते हैं जो अनंत तक जाते हैं - एक विलक्षणता।

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत के विकास में अगला चरण - एम-सिद्धांत - पहले ही ग्यारह आयामों की गणना कर चुका है। और इसका दूसरा संस्करण - एफ-सिद्धांत - सभी बारह। और यह बिल्कुल भी जटिलता नहीं है। एफ-सिद्धांत सरल समीकरणों के साथ 12-आयामी अंतरिक्ष का वर्णन करता है एम-सिद्धांत 11-आयामी अंतरिक्ष का वर्णन करता है।

बेशक, सैद्धांतिक भौतिकी को एक कारण के लिए सैद्धांतिक कहा जाता है। उनकी अब तक की सारी उपलब्धियां कागजों पर ही मौजूद हैं। इसलिए, यह समझाने के लिए कि हम केवल त्रि-आयामी अंतरिक्ष में क्यों जा सकते हैं, वैज्ञानिकों ने इस बारे में बात करना शुरू कर दिया कि कैसे दुर्भाग्यपूर्ण अन्य आयामों को क्वांटम स्तर पर कॉम्पैक्ट क्षेत्रों में सिकुड़ना पड़ा। सटीक होने के लिए, गोले में नहीं, बल्कि कैलाबी-याउ रिक्त स्थान में। ये ऐसी त्रि-आयामी आकृतियाँ हैं, जिनके अंदर अपने ही आयाम के साथ अपनी दुनिया है। समान मैनिफोल्ड का द्वि-आयामी प्रक्षेपण कुछ इस तरह दिखता है:

470 मिलियन से अधिक ऐसी मूर्तियाँ ज्ञात हैं। उनमें से कौन हमारी वास्तविकता से मेल खाता है, इसकी गणना वर्तमान में की जा रही है। सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी बनना आसान नहीं है।

हाँ, यह थोड़ा दूर की कौड़ी लगता है। लेकिन शायद यह बताता है कि क्वांटम दुनिया हम जो देखते हैं उससे इतना अलग क्यों है।

आइए इतिहास में थोड़ा गोता लगाएँ

1968 में, युवा सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी गैब्रिएल वेनेज़ियानो मजबूत परमाणु बल की कई प्रयोगात्मक रूप से देखी गई विशेषताओं पर विचार कर रहे थे। वेनेज़ियानो, जो उस समय स्विटज़रलैंड के जिनेवा में यूरोपीय त्वरक प्रयोगशाला सर्न में थे, इस समस्या पर कई वर्षों से काम कर रहे थे जब तक कि एक दिन उनके पास एक शानदार विचार नहीं था। अपने आश्चर्य के लिए, उन्होंने महसूस किया कि एक विदेशी गणितीय सूत्र, जो लगभग दो सौ साल पहले प्रसिद्ध स्विस गणितज्ञ लियोनहार्ड यूलर द्वारा विशुद्ध रूप से गणितीय उद्देश्यों के लिए आविष्कार किया गया था - तथाकथित यूलर बीटा फ़ंक्शन - एक ही बार में सभी का वर्णन करने में सक्षम था। मजबूत परमाणु बल में शामिल कणों के कई गुण। वेनेज़ियानो द्वारा देखी गई संपत्ति ने मजबूत बातचीत की कई विशेषताओं का एक शक्तिशाली गणितीय विवरण दिया; इसने काम की एक झड़ी लगा दी है जिसमें बीटा फ़ंक्शन और इसके विभिन्न सामान्यीकरणों का उपयोग दुनिया भर में कण टकराव के अध्ययन में संचित डेटा की विशाल मात्रा का वर्णन करने के लिए किया गया है। हालांकि, एक निश्चित अर्थ में, वेनेज़ियानो का अवलोकन अधूरा था। एक छात्र द्वारा उपयोग किए गए एक याद किए गए फॉर्मूले की तरह जो इसका अर्थ या महत्व नहीं समझता है, यूलर का बीटा फ़ंक्शन काम करता है, लेकिन किसी को समझ में नहीं आता कि क्यों। यह एक ऐसा सूत्र था जिसकी व्याख्या की आवश्यकता थी।

गैब्रिएल वेनेज़ियानो

1970 में चीजें बदल गईं, जब शिकागो विश्वविद्यालय के योचिरो नंबू, नील्स बोहर संस्थान के होल्गर नीलसन और स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के लियोनार्ड सुस्किन्ड यूलर के सूत्र के पीछे के भौतिक अर्थ की खोज करने में सक्षम थे। इन भौतिकविदों ने दिखाया कि जब प्राथमिक कणों को छोटे दोलनशील एक-आयामी तारों द्वारा दर्शाया जाता है, तो इन कणों की मजबूत बातचीत को यूलर फ़ंक्शन का उपयोग करके बिल्कुल वर्णित किया जाता है। यदि स्ट्रिंग खंड काफी छोटे हैं, तो इन शोधकर्ताओं ने तर्क दिया, वे अभी भी बिंदु कणों की तरह दिखेंगे, और इसलिए प्रयोगात्मक अवलोकनों के परिणामों का खंडन नहीं करेंगे। हालांकि यह सिद्धांत सरल और सहज रूप से आकर्षक था, लेकिन मजबूत बल के स्ट्रिंग विवरण जल्द ही त्रुटिपूर्ण साबित हुए। 1970 के दशक की शुरुआत में उच्च-ऊर्जा भौतिक विज्ञानी उप-परमाणु दुनिया में गहराई से देखने में सक्षम हैं और उन्होंने दिखाया है कि स्ट्रिंग-आधारित मॉडल की कुछ भविष्यवाणियां टिप्पणियों के साथ सीधे संघर्ष में हैं। उसी समय, क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत - क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स - का विकास समानांतर में चल रहा था, जिसमें कणों के बिंदु मॉडल का उपयोग किया गया था। मजबूत अंतःक्रिया का वर्णन करने में इस सिद्धांत की सफलता ने स्ट्रिंग सिद्धांत को त्याग दिया।
अधिकांश कण भौतिकविदों का मानना ​​​​था कि स्ट्रिंग सिद्धांत को हमेशा के लिए कूड़ेदान में भेज दिया गया था, लेकिन कई शोधकर्ता इसके प्रति वफादार रहे। उदाहरण के लिए, श्वार्ट्ज ने महसूस किया कि "स्ट्रिंग थ्योरी की गणितीय संरचना इतनी सुंदर है और इसमें इतने अद्भुत गुण हैं कि यह निश्चित रूप से किसी गहरी बात की ओर इशारा करता है" 2)। स्ट्रिंग सिद्धांत के साथ भौतिकविदों की समस्याओं में से एक यह थी कि ऐसा लगता है कि यह बहुत अधिक विकल्प प्रदान करता है, जो भ्रमित करने वाला था। इस सिद्धांत में कंपन स्ट्रिंग्स के कुछ विन्यास में ग्लून्स के समान गुण थे, जो वास्तव में इसे मजबूत बातचीत के सिद्धांत पर विचार करने के लिए आधार देते थे। हालांकि, इसके अलावा, इसमें अतिरिक्त अंतःक्रिया-वाहक कण शामिल थे जिनका मजबूत अंतःक्रिया के प्रयोगात्मक अभिव्यक्तियों से कोई लेना-देना नहीं था। 1974 में, फ्रांसीसी ईटीएच के श्वार्ट्ज और जोएल शेर्क ने एक साहसिक सुझाव दिया, जिसने इस प्रतीत होने वाले दोष को एक गुण में बदल दिया। तारों के कंपन के अजीब तरीकों का अध्ययन करने के बाद, वाहक कणों की याद ताजा करते हुए, उन्होंने महसूस किया कि ये गुण काल्पनिक गुरुत्वाकर्षण वाहक कण - गुरुत्वाकर्षण के प्रस्तावित गुणों के साथ आश्चर्यजनक रूप से मेल खाते हैं। यद्यपि गुरुत्वाकर्षण संपर्क के इन "छोटे कणों" की अभी तक खोज नहीं हुई है, सिद्धांतवादी विश्वासपूर्वक कुछ मूलभूत गुणों की भविष्यवाणी कर सकते हैं जो इन कणों के पास होने चाहिए। शेर्क और श्वार्ट्ज ने पाया कि कंपन के कुछ तरीकों के लिए ये विशेषताएं बिल्कुल समान हैं। इसके आधार पर, उन्होंने सुझाव दिया कि स्ट्रिंग सिद्धांत का पहला आगमन इस तथ्य के कारण विफलता में समाप्त हुआ कि भौतिकविदों ने इसके आवेदन के दायरे को अत्यधिक सीमित कर दिया। शेर्क और श्वार्ट्ज ने घोषणा की कि स्ट्रिंग सिद्धांत केवल मजबूत बल का सिद्धांत नहीं है, यह एक क्वांटम सिद्धांत है, जिसमें अन्य बातों के अलावा, गुरुत्वाकर्षण शामिल है)।

भौतिकी समुदाय ने इस सुझाव पर बड़े संयम के साथ प्रतिक्रिया दी है। वास्तव में, श्वार्ट्ज के अनुसार, "हमारे काम को सभी ने नजरअंदाज कर दिया" 4)। गुरुत्वाकर्षण और क्वांटम यांत्रिकी को एकजुट करने के कई असफल प्रयासों के साथ प्रगति के मार्ग पहले से ही पूरी तरह से अटे पड़े हैं। मजबूत बल का वर्णन करने के अपने मूल प्रयास में स्ट्रिंग सिद्धांत विफल रहा, और कई लोगों के लिए यह अधिक से अधिक लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए इसका उपयोग करने का प्रयास करने के लिए व्यर्थ लग रहा था। बाद में, 1970 के दशक के अंत और 1980 के दशक की शुरुआत में अधिक विस्तृत अध्ययन। ने दिखाया कि स्ट्रिंग सिद्धांत और क्वांटम यांत्रिकी के अपने-अपने हैं, भले ही छोटे, विरोधाभास हैं। ऐसा लग रहा था कि गुरुत्वाकर्षण बल फिर से सूक्ष्म स्तर पर ब्रह्मांड के विवरण में इसे बनाने के प्रयास का विरोध करने में सक्षम था।
1984 तक ऐसा ही था। एक दशक से अधिक गहन शोध को सारांशित करने वाले एक महत्वपूर्ण पेपर में, जिसे अधिकांश भौतिकविदों द्वारा बड़े पैमाने पर अनदेखा या खारिज कर दिया गया था, ग्रीन और श्वार्ट्ज ने पाया कि क्वांटम सिद्धांत के साथ मामूली विरोधाभास की अनुमति दी जा सकती है। इसके अलावा, उन्होंने दिखाया कि परिणामी सिद्धांत सभी चार प्रकार की ताकतों और सभी प्रकार के पदार्थों को कवर करने के लिए पर्याप्त व्यापक था। इस परिणाम के बारे में पूरे भौतिकी समुदाय में फैल गया, क्योंकि सैकड़ों कण भौतिकविदों ने अपनी परियोजनाओं पर काम करना बंद कर दिया, जो कि ब्रह्मांड की सबसे गहरी नींव पर सदियों पुराने हमले में अंतिम सैद्धांतिक लड़ाई की तरह लग रहा था।
वर्ड ऑफ ग्रीन और श्वार्ट्ज की सफलता अंततः प्रथम वर्ष के स्नातक छात्रों तक भी पहुंच गई, और पूर्व की उदासी को भौतिकी के इतिहास में एक महत्वपूर्ण मोड़ से संबंधित एक उत्साहजनक भावना से बदल दिया गया। हम में से बहुत से लोग देर रात तक जागते रहे हैं, सैद्धांतिक भौतिकी और अमूर्त गणित के भारी मात्रा में अध्ययन करते हैं, जिसका ज्ञान स्ट्रिंग सिद्धांत को समझने के लिए आवश्यक है।

वैज्ञानिकों के अनुसार, हम स्वयं और हमारे आस-पास की हर चीज में अनंत संख्या में ऐसी रहस्यमयी मुड़ी हुई सूक्ष्म वस्तुएं हैं।
1984 से 1986 तक की अवधि अब "सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत में पहली क्रांति" के रूप में जाना जाता है। इस अवधि के दौरान, दुनिया भर के भौतिकविदों द्वारा स्ट्रिंग सिद्धांत पर एक हजार से अधिक पत्र लिखे गए। इन पत्रों ने अंततः प्रदर्शित किया कि मानक मॉडल के कई गुण, जो दशकों के श्रमसाध्य शोध में खोजे गए, स्वाभाविक रूप से स्ट्रिंग सिद्धांत की राजसी प्रणाली से प्रवाहित होते हैं। जैसा कि माइकल ग्रीन ने टिप्पणी की, "जिस क्षण आपको स्ट्रिंग सिद्धांत से परिचित कराया जाता है और महसूस किया जाता है कि पिछली शताब्दी के भौतिकी में लगभग सभी प्रमुख प्रगति इस तरह के एक सरल प्रारंभिक बिंदु से इस तरह के लालित्य के साथ पालन और पालन करते हैं, स्पष्ट रूप से आपको अविश्वसनीय रूप से प्रदर्शित करता है इस सिद्धांत की शक्ति ”5। इसके अलावा, इनमें से कई गुणों के लिए, जैसा कि हम नीचे देखेंगे, स्ट्रिंग सिद्धांत मानक मॉडल की तुलना में बहुत अधिक पूर्ण और संतोषजनक विवरण प्रदान करता है। इन प्रगतियों ने कई भौतिकविदों को आश्वस्त किया कि स्ट्रिंग सिद्धांत अपने वादे को पूरा कर सकता है और अंतिम एकीकृत सिद्धांत बन सकता है।

एक 3डी कैलाबी-याउ मैनिफोल्ड का 2डी प्रोजेक्शन। यह प्रक्षेपण इस बात का अंदाजा देता है कि अतिरिक्त आयाम कितने जटिल हैं।

हालांकि, रास्ते में, स्ट्रिंग सिद्धांत में शामिल भौतिकविदों को बार-बार गंभीर बाधाओं का सामना करना पड़ा। सैद्धांतिक भौतिकी में, किसी को अक्सर ऐसे समीकरणों से निपटना पड़ता है जो या तो समझने में बहुत जटिल होते हैं या हल करने में मुश्किल होते हैं। आमतौर पर ऐसी स्थिति में भौतिक विज्ञानी हार नहीं मानते और इन समीकरणों का अनुमानित हल निकालने की कोशिश करते हैं। स्ट्रिंग थ्योरी में स्थिति बहुत अधिक जटिल है। यहाँ तक कि समीकरणों की व्युत्पत्ति भी इतनी जटिल निकली कि अब तक केवल उनका अनुमानित रूप ही प्राप्त हुआ है। इस प्रकार, स्ट्रिंग सिद्धांत में काम करने वाले भौतिक विज्ञानी खुद को ऐसी स्थिति में पाते हैं जहां उन्हें अनुमानित समीकरणों के अनुमानित समाधान तलाशने पड़ते हैं। सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत की पहली क्रांति के दौरान कई वर्षों की आश्चर्यजनक प्रगति के बाद, भौतिकविदों ने पाया कि उपयोग किए गए अनुमानित समीकरण कई महत्वपूर्ण प्रश्नों का सही उत्तर देने में असमर्थ थे, इस प्रकार अनुसंधान के आगे के विकास में बाधा उत्पन्न हुई। इन अनुमानित तरीकों से परे जाने के लिए ठोस विचारों की कमी के कारण, स्ट्रिंग सिद्धांत के क्षेत्र में काम करने वाले कई भौतिकविदों ने निराशा की बढ़ती भावना का अनुभव किया और अपने पिछले अध्ययनों में लौट आए। 1980 के दशक के अंत और 1990 के दशक की शुरुआत में रहने वालों के लिए एक परीक्षण अवधि थी।

स्ट्रिंग थ्योरी की सुंदरता और संभावित शक्ति ने शोधकर्ताओं को एक सुनहरे खजाने की तरह देखा, जो सुरक्षित रूप से एक तिजोरी में बंद था, केवल एक छोटे से झाँक के माध्यम से दिखाई देता था, लेकिन किसी के पास इन निष्क्रिय ताकतों को बाहर निकालने की चाबी नहीं थी। महत्वपूर्ण खोजों द्वारा समय-समय पर "सूखे" की लंबी अवधि को बाधित किया गया था, लेकिन यह सभी के लिए स्पष्ट था कि नए तरीकों की आवश्यकता थी जो पहले से ज्ञात अनुमानित समाधानों से परे जाने की अनुमति देंगे।

1995 में एडवर्ड विटन द्वारा दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में एक स्ट्रिंग थ्योरी सम्मेलन में दी गई एक लुभावनी बात से ठहराव समाप्त हो गया - एक ऐसा भाषण जिसने दुनिया के प्रमुख भौतिकविदों के साथ क्षमता से भरे दर्शकों को स्तब्ध कर दिया। इसमें, उन्होंने अनुसंधान के अगले चरण के लिए एक योजना का अनावरण किया, इस प्रकार "सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत में दूसरी क्रांति" की शुरुआत की। स्ट्रिंग सिद्धांतकार अब उन नए तरीकों पर काम कर रहे हैं जो सामने आने वाली बाधाओं को दूर करने का वादा करते हैं।

टीएस की व्यापक लोकप्रियता के लिए, मानव जाति को कोलंबिया विश्वविद्यालय के प्रोफेसर ब्रायन ग्रीन के लिए एक स्मारक खड़ा करना चाहिए। उनकी 1999 की किताब द एलिगेंट यूनिवर्स। सुपरस्ट्रिंग्स, हिडन डाइमेंशन्स, और द क्वेस्ट फॉर द अल्टीमेट थ्योरी" एक बेस्टसेलर बन गया और पुलित्जर पुरस्कार जीता। वैज्ञानिक के काम ने एक लोकप्रिय विज्ञान लघु-श्रृंखला का आधार बनाया जिसमें लेखक स्वयं मेजबान के रूप में था - इसका एक टुकड़ा सामग्री के अंत में देखा जा सकता है (एमी सुस्मान / कोलंबिया विश्वविद्यालय द्वारा फोटो)।

क्लिक करने योग्य 1700 पिक्सल

आइए अब इस सिद्धांत के सार को कम से कम समझने की कोशिश करते हैं।

प्रारंभ करें। शून्य आयाम एक बिंदु है। उसका कोई आकार नहीं है। स्थानांतरित करने के लिए कहीं नहीं है, ऐसे आयाम में स्थान को इंगित करने के लिए किसी निर्देशांक की आवश्यकता नहीं है।

आइए पहले बिंदु के बगल में दूसरा बिंदु रखें और उनके माध्यम से एक रेखा खींचें। यहाँ पहला आयाम है। एक-आयामी वस्तु का आकार - लंबाई होती है, लेकिन कोई चौड़ाई या गहराई नहीं होती है। एक आयामी अंतरिक्ष के ढांचे के भीतर आंदोलन बहुत सीमित है, क्योंकि रास्ते में जो बाधा उत्पन्न हुई है, उसे दरकिनार नहीं किया जा सकता है। इस खंड पर स्थान निर्धारित करने के लिए, आपको केवल एक समन्वय की आवश्यकता है।

आइए खंड के आगे एक बिंदु रखें। इन दोनों वस्तुओं को फिट करने के लिए, हमें पहले से ही एक दो-आयामी स्थान की आवश्यकता है जिसमें लंबाई और चौड़ाई हो, यानी क्षेत्र, लेकिन गहराई के बिना, यानी वॉल्यूम। इस क्षेत्र में किसी भी बिंदु का स्थान दो निर्देशांकों द्वारा निर्धारित किया जाता है।

तीसरा आयाम तब उत्पन्न होता है जब हम इस प्रणाली में एक तीसरा समन्वय अक्ष जोड़ते हैं। त्रि-आयामी ब्रह्मांड के निवासियों, हमारे लिए यह कल्पना करना बहुत आसान है।

आइए कल्पना करने की कोशिश करें कि द्वि-आयामी अंतरिक्ष के निवासी दुनिया को कैसे देखते हैं। उदाहरण के लिए, ये दो लोग हैं:

उनमें से प्रत्येक अपने मित्र को इस प्रकार देखेगा:

और इस लेआउट के साथ:

हमारे नायक एक दूसरे को इस तरह देखेंगे:

यह दृष्टिकोण में परिवर्तन है जो हमारे नायकों को एक-आयामी खंडों के बजाय दो-आयामी वस्तुओं के रूप में एक-दूसरे का न्याय करने की अनुमति देता है।

और अब आइए कल्पना करें कि एक निश्चित त्रि-आयामी वस्तु तीसरे आयाम में चलती है, जो इस दो-आयामी दुनिया को पार करती है। एक बाहरी पर्यवेक्षक के लिए, यह आंदोलन एक विमान पर वस्तु के द्वि-आयामी अनुमानों में परिवर्तन में व्यक्त किया जाएगा, जैसे एमआरआई मशीन में ब्रोकोली:

लेकिन हमारे फ्लैटलैंड के निवासियों के लिए ऐसी तस्वीर समझ से बाहर है! वह उसकी कल्पना भी नहीं कर सकता। उसके लिए, दो-आयामी अनुमानों में से प्रत्येक को एक रहस्यमय रूप से परिवर्तनशील लंबाई के साथ एक-आयामी खंड के रूप में देखा जाएगा, जो एक अप्रत्याशित स्थान पर दिखाई देता है और अप्रत्याशित रूप से गायब भी होता है। द्वि-आयामी अंतरिक्ष के भौतिकी के नियमों का उपयोग करके ऐसी वस्तुओं की लंबाई और घटना की जगह की गणना करने का प्रयास विफलता के लिए बर्बाद है।

हम, त्रि-आयामी दुनिया के निवासी, हर चीज को दो आयामों में देखते हैं। अंतरिक्ष में किसी वस्तु की गति ही हमें उसके आयतन को महसूस करने की अनुमति देती है। हम किसी भी बहुआयामी वस्तु को द्वि-आयामी के रूप में भी देखेंगे, लेकिन यह हमारी सापेक्ष स्थिति या उसके साथ समय के आधार पर आश्चर्यजनक रूप से बदल जाएगी।

इस दृष्टिकोण से, यह सोचना दिलचस्प है, उदाहरण के लिए, गुरुत्वाकर्षण के बारे में। शायद सभी ने ऐसी तस्वीरें देखी होंगी:

यह चित्रित करने की प्रथा है कि गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष-समय को कैसे मोड़ता है। वक्र ... कहाँ? हमारे परिचित किसी भी आयाम में बिल्कुल नहीं। और क्वांटम टनलिंग के बारे में क्या है, अर्थात्, एक कण की एक जगह गायब होने और पूरी तरह से अलग एक में प्रकट होने की क्षमता, इसके अलावा, एक बाधा के पीछे, जिसके माध्यम से, हमारी वास्तविकताओं में, इसमें छेद किए बिना प्रवेश नहीं किया जा सकता है? ब्लैक होल के बारे में क्या? लेकिन क्या होगा अगर इन सभी और आधुनिक विज्ञान के अन्य रहस्यों को इस तथ्य से समझाया जाए कि अंतरिक्ष की ज्यामिति बिल्कुल वैसी नहीं है जैसी हम इसे देखने के आदी हैं?

घड़ी चल रही है

समय हमारे ब्रह्मांड में एक और समन्वय जोड़ता है। पार्टी होने के लिए, आपको न केवल यह जानना होगा कि यह किस बार में होगा, बल्कि इस घटना का सही समय भी होगा।

हमारी धारणा के आधार पर, समय इतनी सीधी रेखा नहीं है जितना कि एक किरण। यही है, इसका एक प्रारंभिक बिंदु है, और आंदोलन केवल एक दिशा में किया जाता है - अतीत से भविष्य तक। और केवल वर्तमान ही वास्तविक है। न तो अतीत और न ही भविष्य मौजूद है, जैसे दोपहर के भोजन के समय एक कार्यालय क्लर्क के दृष्टिकोण से नाश्ता और रात का खाना मौजूद नहीं है।

लेकिन सापेक्षता का सिद्धांत इससे सहमत नहीं है। उनके दृष्टिकोण से, समय एक मूल्यवान आयाम है। सभी घटनाएं जो अस्तित्व में हैं, मौजूद हैं और अस्तित्व में रहेंगी, उतनी ही वास्तविक हैं, जितनी वास्तविक समुद्र तट है, कोई फर्क नहीं पड़ता कि वास्तव में सर्फ की आवाज़ के सपने हमें आश्चर्यचकित करते हैं। हमारी धारणा सिर्फ एक सर्चलाइट की तरह है जो समय रेखा पर एक निश्चित खंड को रोशन करती है। मानवता अपने चौथे आयाम में कुछ इस तरह दिखती है:

लेकिन हम समय के प्रत्येक व्यक्तिगत क्षण में केवल एक प्रक्षेपण, इस आयाम का एक टुकड़ा देखते हैं। हां, हां, एमआरआई मशीन में ब्रोकली की तरह।

अब तक, सभी सिद्धांतों ने बड़ी संख्या में स्थानिक आयामों के साथ काम किया है, और समय हमेशा एक ही रहा है। लेकिन अंतरिक्ष अंतरिक्ष के लिए कई आयामों की अनुमति क्यों देता है, लेकिन केवल एक बार? जब तक वैज्ञानिक इस प्रश्न का उत्तर नहीं दे सकते, दो या दो से अधिक समय स्थानों की परिकल्पना सभी दार्शनिकों और विज्ञान कथा लेखकों को बहुत आकर्षक लगेगी। हां, और भौतिक विज्ञानी, जो पहले से मौजूद है। उदाहरण के लिए, अमेरिकी खगोल भौतिक विज्ञानी इत्ज़ाक बार्स थ्योरी ऑफ़ एवरीथिंग के साथ सभी परेशानियों की जड़ को दूसरी बार आयाम के रूप में देखता है, जिसे अनदेखा कर दिया गया है। एक मानसिक व्यायाम के रूप में, आइए दो बार के साथ एक दुनिया की कल्पना करने का प्रयास करें।

प्रत्येक आयाम अलग से मौजूद है। यह इस तथ्य में व्यक्त किया जाता है कि यदि हम किसी वस्तु के निर्देशांक को एक आयाम में बदलते हैं, तो अन्य में निर्देशांक अपरिवर्तित रह सकते हैं। इसलिए, यदि आप एक समय अक्ष के साथ चलते हैं जो दूसरे को समकोण पर काटती है, तो चौराहे के बिंदु पर, समय रुक जाएगा। व्यवहार में, यह कुछ इस तरह दिखेगा:

नियो को बस इतना करना था कि वह अपने एक-आयामी समय अक्ष को गोलियों के समय अक्ष के लंबवत रखें। एक असली trifle, सहमत हूँ। वास्तव में, सब कुछ बहुत अधिक जटिल है।

दो समय आयामों वाले ब्रह्मांड में सटीक समय दो मानों द्वारा निर्धारित किया जाएगा। क्या द्वि-आयामी घटना की कल्पना करना कठिन है? वह है, जिसे दो समय अक्षों के साथ-साथ बढ़ाया जाता है? यह संभावना है कि इस तरह की दुनिया को टाइम-मैपिंग विशेषज्ञों की आवश्यकता होगी, जैसे कार्टोग्राफर ग्लोब की दो-आयामी सतह का नक्शा बनाते हैं।

द्वि-आयामी अंतरिक्ष को एक-आयामी से और क्या अलग करता है? उदाहरण के लिए, एक बाधा को बायपास करने की क्षमता। यह पूरी तरह से हमारे दिमाग की सीमाओं से परे है। एक आयामी दुनिया का निवासी कल्पना नहीं कर सकता कि एक कोने को कैसे मोड़ना है। और यह क्या है - समय में एक कोण? इसके अलावा, द्वि-आयामी अंतरिक्ष में, आप आगे, पीछे या तिरछे यात्रा कर सकते हैं। मुझे नहीं पता कि समय के साथ तिरछे चलना कैसा होता है। मैं इस तथ्य के बारे में बात नहीं कर रहा हूं कि समय कई भौतिक नियमों के अंतर्गत आता है, और यह कल्पना करना असंभव है कि ब्रह्मांड का भौतिकी एक और समय आयाम के आगमन के साथ कैसे बदलेगा। लेकिन इसके बारे में सोचना कितना रोमांचक है!

बहुत बड़ा विश्वकोश

अन्य आयाम अभी तक खोजे नहीं गए हैं, और केवल गणितीय मॉडल में मौजूद हैं। लेकिन आप उनकी इस तरह कल्पना करने की कोशिश कर सकते हैं।

जैसा कि हमें पहले पता चला, हम ब्रह्मांड के चौथे (अस्थायी) आयाम का त्रि-आयामी प्रक्षेपण देखते हैं। दूसरे शब्दों में, हमारे विश्व के अस्तित्व का प्रत्येक क्षण बिग बैंग से विश्व के अंत तक के समय अंतराल में एक बिंदु (शून्य आयाम के समान) है।

आप में से जिन्होंने समय यात्रा के बारे में पढ़ा है, वे जानते हैं कि अंतरिक्ष-समय सातत्य की वक्रता कितनी महत्वपूर्ण है। यह पाँचवाँ आयाम है - यह इसमें है कि इस सीधी रेखा पर दो बिंदुओं को एक साथ लाने के लिए चार-आयामी अंतरिक्ष-समय "झुकता है"। इसके बिना, इन बिंदुओं के बीच की यात्रा बहुत लंबी या असंभव भी होगी। मोटे तौर पर, पाँचवाँ आयाम दूसरे के समान है - यह अंतरिक्ष-समय की "एक-आयामी" रेखा को "द्वि-आयामी" विमान में ले जाता है, जिसके सभी परिणाम कोने को मोड़ने की क्षमता के रूप में होते हैं।

कुछ समय पहले, हमारे विशेष रूप से दार्शनिक रूप से दिमाग वाले पाठकों ने शायद उन परिस्थितियों में स्वतंत्र इच्छा की संभावना के बारे में सोचा था जहां भविष्य पहले से मौजूद है, लेकिन अभी तक ज्ञात नहीं है। विज्ञान इस प्रश्न का उत्तर इस प्रकार देता है: प्रायिकता। भविष्य एक छड़ी नहीं है, बल्कि संभावित परिदृश्यों की एक पूरी झाड़ू है। उनमें से कौन सा सच होगा - जब हम वहां पहुंचेंगे तो पता चलेगा।

प्रत्येक संभावना पांचवें आयाम के "विमान" पर "एक-आयामी" खंड के रूप में मौजूद है। एक सेगमेंट से दूसरे सेगमेंट में कूदने का सबसे तेज़ तरीका क्या है? यह सही है - इस विमान को कागज की शीट की तरह मोड़ें। कहाँ झुकना है? और फिर, सही ढंग से - छठे आयाम में, जो संपूर्ण जटिल संरचना को "मात्रा" देता है। और, इस प्रकार, इसे त्रि-आयामी स्थान की तरह, "समाप्त", एक नया बिंदु बनाता है।

सातवां आयाम एक नई सीधी रेखा है, जिसमें छह-आयामी "बिंदु" होते हैं। इस लाइन पर कोई अन्य बिंदु क्या है? दूसरे ब्रह्मांड में घटनाओं के विकास के लिए विकल्पों का पूरा अनंत सेट, बिग बैंग के परिणामस्वरूप नहीं, बल्कि अन्य स्थितियों में, और अन्य कानूनों के अनुसार कार्य करने के परिणामस्वरूप गठित हुआ। यानी सातवां आयाम समानांतर दुनिया से मोती है। आठवां आयाम इन "सीधी रेखाओं" को एक "विमान" में एकत्रित करता है। और नौवें की तुलना उस पुस्तक से की जा सकती है जिसमें आठवें आयाम के सभी "चादरें" हों। यह भौतिकी के सभी नियमों और सभी प्रारंभिक स्थितियों के साथ सभी ब्रह्मांडों के सभी इतिहासों की समग्रता है। फिर से इंगित करें।

यहां हमने सीमा को मारा। दसवें आयाम की कल्पना करने के लिए, हमें एक सीधी रेखा की आवश्यकता है। और इस सीधी रेखा पर एक और बिंदु क्या हो सकता है, अगर नौवें आयाम में पहले से ही वह सब कुछ शामिल है जिसकी कल्पना की जा सकती है, और यहां तक ​​कि वह भी जिसकी कल्पना नहीं की जा सकती है? यह पता चला है कि नौवां आयाम एक और प्रारंभिक बिंदु नहीं है, बल्कि अंतिम है - हमारी कल्पना के लिए, किसी भी मामले में।

स्ट्रिंग सिद्धांत का दावा है कि यह दसवें आयाम में है कि तार, मूल कण जो सब कुछ बनाते हैं, कंपन करते हैं। यदि दसवें आयाम में सभी ब्रह्मांड और सभी संभावनाएं हैं, तो तार हर जगह और हर समय मौजूद हैं। मेरा मतलब है, हर तार हमारे ब्रह्मांड में और हर दूसरे में मौजूद है। किसी भी समय। तुरंत। शांत हुह?

भौतिक विज्ञानी, स्ट्रिंग सिद्धांत के विशेषज्ञ। संबंधित कैलाबी-यौ मैनिफोल्ड्स की टोपोलॉजी से संबंधित दर्पण समरूपता पर उनके काम के लिए जाना जाता है। उन्हें लोकप्रिय विज्ञान पुस्तकों के लेखक के रूप में व्यापक दर्शकों के लिए जाना जाता है। उनके एलिगेंट यूनिवर्स को पुलित्जर पुरस्कार के लिए नामांकित किया गया था।

सितंबर 2013 में, ब्रायन ग्रीन पॉलिटेक्निक संग्रहालय के निमंत्रण पर मास्को आए। एक प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी, स्ट्रिंग सिद्धांतकार, कोलंबिया विश्वविद्यालय में प्रोफेसर, उन्हें आम जनता के लिए मुख्य रूप से विज्ञान के लोकप्रिय और द एलिगेंट यूनिवर्स पुस्तक के लेखक के रूप में जाना जाता है। Lenta.ru ने ब्रायन ग्रीन के साथ स्ट्रिंग थ्योरी और इस सिद्धांत द्वारा सामना की गई हाल की कठिनाइयों के साथ-साथ क्वांटम गुरुत्व, आयाम और सामाजिक नियंत्रण के बारे में बात की।

रूसी में साहित्य:काकू एम., थॉम्पसन जे.टी. "बियॉन्ड आइंस्टीन: सुपरस्ट्रिंग्स एंड द क्वेस्ट फॉर द फाइनल थ्योरी" और यह क्या था? मूल लेख वेबसाइट पर है InfoGlaz.rfउस लेख का लिंक जिससे यह प्रति बनाई गई है -

स्ट्रिंग सिद्धांत एक पतला धागा है जो सापेक्षता के सिद्धांत (या सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत - जीआर) और क्वांटम भौतिकी को जोड़ता है। ये दोनों शाखाएँ हाल ही में विज्ञान के पैमाने पर दिखाई दीं, इसलिए इन शाखाओं पर अभी तक बहुत अधिक वैज्ञानिक साहित्य भी नहीं है। और, यदि सापेक्षता के सिद्धांत में अभी भी किसी प्रकार का समय-परीक्षणित आधार है, तो इस संबंध में भौतिकी की क्वांटम शाखा अभी भी बहुत छोटी है। आइए पहले इन दोनों उद्योगों पर एक नजर डालते हैं।

निश्चित रूप से आप में से बहुतों ने सापेक्षता के सिद्धांत के बारे में सुना होगा, यहां तक ​​कि इसके कुछ अभिधारणाओं से थोड़ा परिचित भी, लेकिन सवाल यह है कि इसे क्वांटम भौतिकी से क्यों नहीं जोड़ा जा सकता है, जो सूक्ष्म स्तर पर काम करता है?

सापेक्षता के सामान्य और विशेष सिद्धांतों को अलग करें (संक्षिप्त जीआरटी और एसआरटी, नीचे संक्षेप के रूप में उपयोग किए जाएंगे)। संक्षेप में, जीआर बाहरी अंतरिक्ष और इसकी वक्रता के बारे में बताता है, और एसआरटी मनुष्य की तरफ से अंतरिक्ष-समय की सापेक्षता के बारे में बताता है। जब हम स्ट्रिंग सिद्धांत के बारे में बात करते हैं, तो हम विशेष रूप से सामान्य सापेक्षता के बारे में बात कर रहे हैं। सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत कहता है कि अंतरिक्ष में, विशाल वस्तुओं के प्रभाव में, इसके चारों ओर अंतरिक्ष घुमावदार होता है (और इसके साथ, समय, क्योंकि अंतरिक्ष और समय पूरी तरह से अविभाज्य अवधारणाएं हैं)। यह कैसे होता है यह समझने के लिए, वैज्ञानिकों के जीवन से एक उदाहरण मदद करेगा। ऐसा ही एक मामला हाल ही में दर्ज किया गया था, इसलिए बताई गई हर बात को "वास्तविक घटनाओं पर आधारित" माना जा सकता है। एक वैज्ञानिक दूरबीन से देखता है और दो तारे देखता है, एक सामने और एक उसके पीछे। हम इसे कैसे समझ सकते थे? यह बहुत सरल है, क्योंकि वह तारा, जिसका केंद्र हम नहीं देखते हैं, लेकिन केवल किनारे दिखाई देते हैं, इन दोनों में सबसे बड़ा है, और दूसरा तारा, जो अपने पूर्ण रूप में दिखाई देता है, वह छोटा है। हालांकि, सामान्य सापेक्षता के लिए धन्यवाद, यह भी हो सकता है कि सामने वाला तारा पीछे वाले से बड़ा हो। लेकिन क्या यह संभव है?

यह हाँ निकला। यदि सामने का तारा एक सुपरमैसिव ऑब्जेक्ट बन जाता है जो अपने चारों ओर के स्थान को दृढ़ता से मोड़ देगा, तो इसके पीछे के तारे की छवि वक्रता में सुपरमैसिव स्टार के चारों ओर जाएगी और हम उस चित्र को देखेंगे जिसका उल्लेख बहुत शुरुआत में किया गया था . आप और अधिक विस्तार से देख सकते हैं कि चित्र में क्या कहा गया है। एक।

क्वांटम भौतिकी एक सामान्य व्यक्ति के लिए TO की तुलना में कहीं अधिक कठिन है। यदि हम इसके सभी प्रावधानों का सामान्यीकरण करते हैं, तो हमें निम्नलिखित मिलते हैं: सूक्ष्म वस्तुएं तभी मौजूद होती हैं जब हम उन्हें देखते हैं। इसके अलावा, क्वांटम भौतिकी यह भी कहती है कि यदि एक माइक्रोपार्टिकल को दो भागों में विभाजित किया जाता है, तो ये दोनों भाग एक ही दिशा में अपनी धुरी पर घूमते रहेंगे। और पहले कण पर कोई भी प्रभाव निस्संदेह दूसरे को, और तुरंत और पूरी तरह से इन कणों की दूरी की परवाह किए बिना प्रेषित किया जाएगा।

तो इन दो सिद्धांतों की अवधारणाओं के संयोजन में क्या कठिनाई है? तथ्य यह है कि जीआर स्थूल जगत में वस्तुओं पर विचार करता है, और जब हम अंतरिक्ष की विकृति/वक्रता के बारे में बात करते हैं, तो हमारा मतलब पूरी तरह से चिकनी जगह है, जो सूक्ष्म जगत के प्रावधानों के साथ पूरी तरह से असंगत है। क्वांटम भौतिकी के सिद्धांत के अनुसार, सूक्ष्म जगत पूरी तरह से असमान है, सर्वव्यापी खुरदरापन है। यह आम आदमी की शर्तों में है। और गणितज्ञों और भौतिकविदों ने अपने सिद्धांतों को सूत्रों में खींचा है। और इसलिए, जब उन्होंने क्वांटम भौतिकी और सामान्य सापेक्षता के सूत्रों को संयोजित करने का प्रयास किया, तो उत्तर अनंत निकला। भौतिकी में अनंत यह कहने के समान है कि समीकरण गलत है। परिणामी समानता की कई बार जाँच की गई, लेकिन उत्तर अभी भी अनंत था।

स्ट्रिंग थ्योरी ने विज्ञान की रोजमर्रा की दुनिया में क्रांति ला दी है। यह एक नियम है कि सभी सूक्ष्म कण गोलाकार नहीं होते हैं, बल्कि लम्बी तारों के आकार होते हैं जो हमारे पूरे ब्रह्मांड में प्रवेश करते हैं। द्रव्यमान, कण गति आदि जैसी मात्राएँ इन तारों के कंपन द्वारा निर्धारित की जाती हैं। ऐसी प्रत्येक स्ट्रिंग सैद्धांतिक रूप से कैलाबी-याउ मैनिफोल्ड में होती है। ये मैनिफोल्ड बहुत घुमावदार जगह का प्रतिनिधित्व करते हैं। मैनिफोल्ड्स के सिद्धांत के अनुसार, वे अंतरिक्ष में किसी भी चीज से जुड़े नहीं हैं और अलग-अलग छोटी गेंदों में स्थित हैं। स्ट्रिंग सिद्धांत सचमुच दो माइक्रोपार्टिकल्स को जोड़ने की प्रक्रिया की स्पष्ट सीमाओं को मिटा देता है। जब सूक्ष्म कणों को गेंदों द्वारा दर्शाया जाता है, तो हम स्पष्ट रूप से अंतरिक्ष-समय में सीमा का पता लगा सकते हैं जब वे जुड़ते हैं। हालाँकि, यदि दो तार जुड़े हुए हैं, तो उनके "चिपकने" के स्थान को विभिन्न कोणों से देखा जा सकता है। और अलग-अलग कोणों पर, हम उनके कनेक्शन की सीमा के पूरी तरह से अलग परिणाम प्राप्त करेंगे, यानी ऐसी सीमा की कोई सटीक अवधारणा नहीं है!

अध्ययन के पहले चरण में, स्ट्रिंग सिद्धांत, सरल शब्दों में भी कहा जाता है, रहस्यमय, अजीब और यहां तक ​​​​कि केवल काल्पनिक लगता है, लेकिन निराधार शब्द इसके लिए नहीं बोलते हैं, लेकिन अध्ययन करता है कि, कई समीकरणों और मापदंडों द्वारा, की संभावना की पुष्टि करता है स्ट्रिंग कणों का अस्तित्व।

और अंत में, ऑनलाइन पत्रिका QWRT से सरल शब्दों में स्ट्रिंग सिद्धांत की व्याख्या करने वाला एक और वीडियो।

20वीं शताब्दी की शुरुआत में, आधुनिक वैज्ञानिक ज्ञान के दो सहायक स्तंभ बने। उनमें से एक आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत है, जो गुरुत्वाकर्षण की घटना और अंतरिक्ष-समय की संरचना की व्याख्या करता है। दूसरा क्वांटम यांत्रिकी है, जो संभाव्यता के चश्मे के माध्यम से भौतिक प्रक्रियाओं का वर्णन करता है। इन दो दृष्टिकोणों को संयोजित करने के लिए स्ट्रिंग सिद्धांत का आह्वान किया जाता है। रोजमर्रा की जिंदगी में उपमाओं का उपयोग करके इसे संक्षेप में और स्पष्ट रूप से समझाया जा सकता है।

सरल भाषा में स्ट्रिंग सिद्धांत

सबसे प्रसिद्ध "सब कुछ के सिद्धांतों" में से एक के मुख्य प्रावधान इस प्रकार हैं:

1. ब्रह्मांड का आधार विस्तारित वस्तुएं हैं जो आकार में तारों के समान होती हैं;
2. ये वस्तुएं विभिन्न कंपन करती हैं, जैसे कि किसी संगीत वाद्ययंत्र पर;
3. इन कंपनों के परिणामस्वरूप, विभिन्न प्राथमिक कण (क्वार्क, इलेक्ट्रॉन, आदि) बनते हैं।
4. परिणामी वस्तु का द्रव्यमान पूर्ण दोलन के आयाम के समानुपाती होता है;
5. सिद्धांत ब्लैक होल पर नए सिरे से विचार करने में मदद करता है;
6. साथ ही, नए शिक्षण की मदद से, मौलिक कणों के बीच बातचीत में गुरुत्वाकर्षण बल को प्रकट करना संभव था;
7. चार-आयामी दुनिया के बारे में वर्तमान में प्रचलित विचारों के विपरीत, नए सिद्धांत में अतिरिक्त आयाम पेश किए गए हैं;
8. वर्तमान में, इस अवधारणा को अभी तक व्यापक वैज्ञानिक समुदाय द्वारा आधिकारिक रूप से स्वीकार नहीं किया गया है। एक भी प्रयोग ज्ञात नहीं है जो कागज पर इस सामंजस्यपूर्ण और सत्यापित सिद्धांत की पुष्टि करेगा।

इतिहास संदर्भ

इस प्रतिमान का इतिहास कई दशकों के गहन शोध में फैला है। दुनिया भर के भौतिकविदों के संयुक्त प्रयासों के लिए धन्यवाद, एक सुसंगत सिद्धांत विकसित किया गया था, जिसमें संघनित पदार्थ, ब्रह्मांड विज्ञान और सैद्धांतिक गणित की अवधारणाएं शामिल थीं।

इसके विकास के मुख्य चरण:

1. 1943-1959 वर्नर हाइजेनबर्ग का एस-मैट्रिक्स का सिद्धांत प्रकट हुआ, जिसके ढांचे के भीतर क्वांटम घटना के लिए स्थान और समय की अवधारणाओं को त्यागने का प्रस्ताव था। हाइजेनबर्ग ने पहली बार पाया कि मजबूत बातचीत में भाग लेने वाले विस्तारित वस्तुएं हैं, बिंदु नहीं;
2. 1959-1968 उच्च स्पिन (टॉर्क) वाले कण पाए गए हैं। इतालवी भौतिक विज्ञानी टुल्लियो रेगे ने क्वांटम राज्यों को प्रक्षेपवक्रों में समूहित करने का प्रस्ताव रखा है (जो उनके नाम पर थे);
3. 1968-1974 गैरीब्रेल वेनेज़ियानो ने मजबूत अंतःक्रियाओं का वर्णन करने के लिए एक दोहरे अनुनाद मॉडल का प्रस्ताव रखा। योशीरो नंबू ने इस विचार को विकसित किया और परमाणु बलों को एक-आयामी तारों को कंपन करने वाले के रूप में वर्णित किया;
4. 1974-1994 बड़े पैमाने पर रूसी वैज्ञानिक अलेक्जेंडर पॉलाकोव के काम के कारण सुपरस्ट्रिंग की खोज;
5. 1994-2003 एम-सिद्धांत के आगमन ने 11 से अधिक आयामों की अनुमति दी;
6. 2003 - वर्तमान में। माइकल डगलस ने इस धारणा के साथ परिदृश्य स्ट्रिंग सिद्धांत विकसित किया झूठा वैक्यूम.

क्वांटम स्ट्रिंग सिद्धांत

नए वैज्ञानिक प्रतिमान में प्रमुख वस्तुएं हैं: सबसे पतली वस्तु, जो अपनी दोलनशील गतियों द्वारा किसी भी प्राथमिक कण को ​​द्रव्यमान और आवेश प्रदान करते हैं।

आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार तार के मुख्य गुण:

• उनकी लंबाई बेहद छोटी है - लगभग 10 -35 मीटर। इस तरह के पैमाने पर, क्वांटम बातचीत स्पष्ट हो जाती है;
• हालांकि, सामान्य प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, जो ऐसी छोटी वस्तुओं से निपटते नहीं हैं, एक स्ट्रिंग एक आयामहीन बिंदु वस्तु से बिल्कुल अलग नहीं है;
• ओरिएंटेशन एक स्ट्रिंग ऑब्जेक्ट की एक महत्वपूर्ण विशेषता है। स्ट्रिंग्स जिनके पास विपरीत दिशा के साथ एक जोड़ी है। अप्रत्यक्ष उदाहरण भी हैं।

स्ट्रिंग्स दोनों सिरों पर बंधे एक खंड के रूप में और एक बंद लूप के रूप में मौजूद हो सकते हैं। इसके अलावा, निम्नलिखित परिवर्तन संभव हैं:

• एक खंड या लूप संबंधित वस्तुओं की एक जोड़ी को जन्म देकर "गुणा" कर सकता है;
• खंड एक लूप को जन्म देता है यदि इसका हिस्सा "लूप" है;
• लूप टूट जाता है और एक खुली स्ट्रिंग बन जाता है;
• दो खंड खंडों का आदान-प्रदान करते हैं।

अन्य मूलभूत वस्तुएं

1995 में, यह पता चला कि न केवल एक-आयामी वस्तुएं हमारे ब्रह्मांड के निर्माण खंड हैं। असामान्य संरचनाओं के अस्तित्व की भविष्यवाणी की गई थी - ब्रैन्स- एक सिलेंडर या त्रि-आयामी रिंग के रूप में, जिसमें निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

• वे परमाणुओं से कई अरब गुना छोटे हैं;
• वे अंतरिक्ष और समय के माध्यम से प्रचार कर सकते हैं, द्रव्यमान और चार्ज कर सकते हैं;
• हमारे ब्रह्मांड में, वे त्रि-आयामी वस्तुएं हैं। हालांकि, यह सुझाव दिया जाता है कि उनका रूप बहुत अधिक रहस्यमय है, क्योंकि उनमें से एक महत्वपूर्ण हिस्सा अन्य आयामों में विस्तारित हो सकता है;
• ब्रैन्स के नीचे स्थित उच्च-आयामी स्थान हाइपरस्पेस है;
• ये संरचनाएं कणों के अस्तित्व से जुड़ी हैं जो गुरुत्वाकर्षण के वाहक हैं - गुरुत्वाकर्षण। वे ब्रैन्स से अलग होने और अन्य आयामों में आसानी से प्रवाहित होने के लिए स्वतंत्र हैं;
• स्थानीयकृत ब्रैनों पर विद्युत चुम्बकीय, परमाणु और कमजोर अंतःक्रियाएं भी होती हैं;
• सबसे महत्वपूर्ण किस्म डी-ब्रेन हैं। एक खुली डोरी के अंतिम बिंदु उस समय उनकी सतह से जुड़े होते हैं जब वह अंतरिक्ष से होकर गुजरती है।

आलोचनाओं

किसी भी वैज्ञानिक क्रांति की तरह, यह पारंपरिक विचारों के अनुयायियों से गलतफहमी और आलोचना के कांटों को तोड़ती है।

सबसे अधिक बार व्यक्त की जाने वाली टिप्पणियों में:

• अंतरिक्ष-समय के अतिरिक्त आयामों की शुरूआत से बड़ी संख्या में ब्रह्मांडों के अस्तित्व की काल्पनिक संभावना पैदा होती है। गणितज्ञ पीटर वोल्ट के अनुसार, इससे किसी भी प्रक्रिया या घटना की भविष्यवाणी करना असंभव हो जाता है। कोई भी प्रयोग बड़ी संख्या में विभिन्न परिदृश्यों को चलाता है, जिनकी व्याख्या विभिन्न तरीकों से की जा सकती है;
• कोई पुष्टिकरण विकल्प नहीं है। प्रौद्योगिकी के विकास का वर्तमान स्तर डेस्क अनुसंधान की प्रयोगात्मक पुष्टि या खंडन की अनुमति नहीं देता है;
• खगोलीय पिंडों के नवीनतम अवलोकन सिद्धांत में फिट नहीं होते हैं, जो वैज्ञानिकों को उनके कुछ निष्कर्षों पर पुनर्विचार करने के लिए मजबूर करता है;
• कई भौतिक विज्ञानी यह राय व्यक्त करते हैं कि अवधारणा सट्टा है और अन्य मौलिक अवधारणाओं के विकास में बाधा डालती है।

स्ट्रिंग थ्योरी को सरल शब्दों में समझाने की तुलना में फर्मेट के प्रमेय को साबित करना शायद आसान है। इसका गणितीय तंत्र इतना व्यापक है कि बड़े से बड़े शोध संस्थानों के आदरणीय वैज्ञानिक ही इसे समझ सकते हैं।

यह अभी भी स्पष्ट नहीं है कि पिछले दशकों में एक कलम की नोक पर की गई खोजों को वास्तविक अनुप्रयोग मिलेगा या नहीं। यदि ऐसा है, तो हम गुरुत्वाकर्षण-विरोधी, अनेक ब्रह्मांडों और ब्लैक होल की प्रकृति के बारे में एक सुराग के साथ एक बहादुर नई दुनिया के लिए तैयार हैं।

वीडियो: स्ट्रिंग थ्योरी संक्षेप में और सुलभ

इस वीडियो में, भौतिक विज्ञानी स्टानिस्लाव एफ़्रेमोव आपको सरल शब्दों में बताएंगे कि स्ट्रिंग सिद्धांत क्या है:

बेशक, ब्रह्मांड के तार शायद ही उन लोगों के समान हैं जिनकी हम कल्पना करते हैं। स्ट्रिंग सिद्धांत में, वे ऊर्जा के अविश्वसनीय रूप से छोटे कंपन तंतु हैं। ये धागे छोटे "लोचदार बैंड" की तरह होते हैं जो हर तरह से सिकुड़, खिंचाव और सिकुड़ सकते हैं। हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि ब्रह्मांड की सिम्फनी उन पर "खेली" नहीं जा सकती है, क्योंकि स्ट्रिंग सिद्धांतकारों के अनुसार, जो कुछ भी मौजूद है वह इन "धागे" से बना है।

भौतिकी विवाद

19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, भौतिकविदों को ऐसा लग रहा था कि अब उनके विज्ञान में कुछ भी गंभीर नहीं खोजा जा सकता है। शास्त्रीय भौतिकी का मानना ​​​​था कि इसमें कोई गंभीर समस्या नहीं बची थी, और दुनिया की पूरी संरचना पूरी तरह से ट्यून और अनुमानित मशीन की तरह दिखती थी। मुसीबत, हमेशा की तरह, बकवास के कारण हुई - छोटे "बादलों" में से एक जो अभी भी विज्ञान के स्पष्ट, समझने योग्य आकाश में बना हुआ है। अर्थात्, पूरी तरह से काले शरीर की विकिरण ऊर्जा की गणना करते समय (एक काल्पनिक शरीर जो किसी भी तापमान पर उस पर विकिरण घटना को पूरी तरह से अवशोषित करता है, तरंग दैर्ध्य - एनएस की परवाह किए बिना)। गणना से पता चला कि किसी भी बिल्कुल काले शरीर की कुल विकिरण ऊर्जा असीम रूप से बड़ी होनी चाहिए। इस तरह की स्पष्ट गैरबराबरी से बचने के लिए, जर्मन वैज्ञानिक मैक्स प्लैंक ने 1900 में सुझाव दिया कि दृश्य प्रकाश, एक्स-रे और अन्य विद्युत चुम्बकीय तरंगें ऊर्जा के कुछ असतत भागों द्वारा ही उत्सर्जित की जा सकती हैं, जिसे उन्होंने क्वांटा कहा। उनकी मदद से, पूरी तरह से काले शरीर की विशेष समस्या को हल करना संभव था। हालांकि, नियतिवाद के लिए क्वांटम परिकल्पना के परिणामों को उस समय अभी तक महसूस नहीं किया गया था। 1926 तक, एक अन्य जर्मन वैज्ञानिक, वर्नर हाइजेनबर्ग ने प्रसिद्ध अनिश्चितता सिद्धांत तैयार किया।

इसका सार इस तथ्य पर उबलता है कि, पहले प्रचलित सभी कथनों के विपरीत, प्रकृति भौतिक नियमों के आधार पर भविष्य की भविष्यवाणी करने की हमारी क्षमता को सीमित करती है। यह, निश्चित रूप से, उप-परमाणु कणों के भविष्य और वर्तमान के बारे में है। यह पता चला कि वे हमारे आस-पास के स्थूल जगत में किसी भी अन्य चीजों की तुलना में पूरी तरह से अलग व्यवहार करते हैं। उप-परमाणु स्तर पर, अंतरिक्ष का ताना-बाना असमान और अव्यवस्थित हो जाता है। सूक्ष्म कणों की दुनिया इतनी अशांत और समझ से बाहर है कि यह सामान्य ज्ञान के विपरीत है। अंतरिक्ष और समय इसमें इतने मुड़े हुए और आपस में जुड़े हुए हैं कि बाएं और दाएं, ऊपर और नीचे, और पहले और बाद में भी कोई सामान्य अवधारणा नहीं है। यह निश्चित रूप से कहने का कोई तरीका नहीं है कि यह या वह कण किसी निश्चित क्षण में अंतरिक्ष में किस विशेष बिंदु पर स्थित है, और इसकी गति का क्षण क्या है। अंतरिक्ष-समय के कई क्षेत्रों में एक कण के मिलने की केवल एक निश्चित संभावना है। उप-परमाणु स्तर पर कण अंतरिक्ष के ऊपर "स्मीयर" लगते हैं। इतना ही नहीं, कणों की "स्थिति" स्वयं परिभाषित नहीं है: कुछ मामलों में वे तरंगों की तरह व्यवहार करते हैं, अन्य में वे कणों के गुणों को प्रदर्शित करते हैं। इसे भौतिक विज्ञानी क्वांटम यांत्रिकी का तरंग-कण द्वैत कहते हैं।

विश्व संरचना स्तर: 1. मैक्रोस्कोपिक स्तर - पदार्थ 2. आणविक स्तर 3. परमाणु स्तर - प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन 4. उप-परमाणु स्तर - इलेक्ट्रॉन 5. उप-परमाणु स्तर - क्वार्क 6. स्ट्रिंग स्तर / © ब्रूनो पी। रामोस

सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में, जैसे कि विपरीत कानूनों वाले राज्य में, चीजें मौलिक रूप से भिन्न होती हैं। अंतरिक्ष एक ट्रैम्पोलिन की तरह प्रतीत होता है - एक चिकना कपड़ा जिसे द्रव्यमान वाली वस्तुओं द्वारा मोड़ा और बढ़ाया जा सकता है। वे अंतरिक्ष-समय की विकृतियाँ पैदा करते हैं - जिसे हम गुरुत्वाकर्षण के रूप में अनुभव करते हैं। कहने की जरूरत नहीं है, सापेक्षता का सुसंगत, सही और अनुमान लगाने योग्य सामान्य सिद्धांत "निराला गुंडे" - क्वांटम यांत्रिकी के साथ अपरिवर्तनीय संघर्ष में है, और, परिणामस्वरूप, स्थूल जगत सूक्ष्म जगत के साथ "सामंजस्य" नहीं कर सकता है। यहीं से स्ट्रिंग थ्योरी आती है।

2डी यूनिवर्स। E8 पॉलीहेड्रॉन ग्राफ / © जॉन स्टेमब्रिज / एटलस ऑफ़ लाई ग्रुप्स प्रोजेक्ट

सब कुछ का सिद्धांत

स्ट्रिंग सिद्धांत दो मौलिक रूप से विरोधाभासी सामान्य सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी को एकजुट करने के लिए सभी भौतिकविदों के सपने का प्रतीक है, एक ऐसा सपना जिसने अपने दिनों के अंत तक महानतम "जिप्सी और आवारा" अल्बर्ट आइंस्टीन को प्रेतवाधित किया।

कई वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि आकाशगंगाओं के उत्कृष्ट नृत्य से लेकर उप-परमाणु कणों के उन्मादी नृत्य तक सब कुछ अंततः केवल एक मौलिक भौतिक सिद्धांत द्वारा समझाया जा सकता है। शायद एक भी कानून जो सभी प्रकार की ऊर्जा, कणों और अंतःक्रियाओं को किसी सुरुचिपूर्ण सूत्र में जोड़ता है।

सामान्य सापेक्षता ब्रह्मांड में सबसे प्रसिद्ध बलों में से एक का वर्णन करती है - गुरुत्वाकर्षण। क्वांटम यांत्रिकी तीन अन्य बलों का वर्णन करता है: मजबूत परमाणु बल, जो परमाणुओं में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ चिपका देता है, विद्युत चुंबकत्व, और कमजोर बल, जो रेडियोधर्मी क्षय में शामिल होता है। ब्रह्मांड में किसी भी घटना, परमाणु के आयनीकरण से लेकर तारे के जन्म तक, इन चार बलों के माध्यम से पदार्थ की बातचीत से वर्णित है। जटिल गणित की मदद से, यह दिखाना संभव था कि विद्युतचुंबकीय और कमजोर अंतःक्रियाओं की एक सामान्य प्रकृति होती है, जो उन्हें एक एकल इलेक्ट्रोवीक में जोड़ती है। इसके बाद, उनके साथ मजबूत परमाणु संपर्क जोड़ा गया - लेकिन गुरुत्वाकर्षण किसी भी तरह से उनसे नहीं जुड़ता। स्ट्रिंग सिद्धांत सभी चार बलों को जोड़ने के लिए सबसे गंभीर उम्मीदवारों में से एक है, और इसलिए, ब्रह्मांड में सभी घटनाओं को गले लगाते हुए - यह बिना कारण नहीं है कि इसे "सब कुछ का सिद्धांत" भी कहा जाता है।

शुरुआत में एक मिथक था

वास्तविक तर्कों के लिए यूलर बीटा फ़ंक्शन का ग्राफ़ / © फ़्लिकर

अब तक, सभी भौतिक विज्ञानी स्ट्रिंग सिद्धांत के बारे में उत्साहित नहीं हैं। और अपनी उपस्थिति के भोर में, यह वास्तविकता से असीम रूप से दूर लग रहा था। उनका जन्म ही एक किंवदंती है।

1960 के दशक के उत्तरार्ध में, एक युवा इतालवी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, गैब्रिएल वेनेज़ियानो, ऐसे समीकरणों की तलाश में थे जो मजबूत परमाणु बलों की व्याख्या कर सकें, अत्यंत शक्तिशाली "गोंद" जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ बांधकर परमाणुओं के नाभिक को एक साथ रखता है। किंवदंती के अनुसार, उन्हें एक बार गणित के इतिहास पर एक धूल भरी किताब मिली, जिसमें उन्हें पहली बार स्विस गणितज्ञ लियोनहार्ड यूलर द्वारा रिकॉर्ड किया गया 200 साल पुराना एक समारोह मिला। वेनेज़ियानो के आश्चर्य की कल्पना कीजिए जब उन्होंने पाया कि यूलर फ़ंक्शन, जिसे लंबे समय तक गणितीय जिज्ञासा से अधिक कुछ नहीं माना जाता था, इस मजबूत बातचीत का वर्णन करता है।

यह वास्तव में कैसा था? सूत्र शायद वेनेज़ियानो के लंबे वर्षों के काम का परिणाम था, और मामले ने केवल स्ट्रिंग सिद्धांत की खोज की दिशा में पहला कदम उठाने में मदद की। यूलर फ़ंक्शन, जिसने चमत्कारिक रूप से मजबूत बल की व्याख्या की, ने एक नया जीवन पाया है।

आखिरकार, इसने एक युवा अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, लियोनार्ड सुस्किंड की नज़र को पकड़ लिया, जिन्होंने देखा कि सूत्र मुख्य रूप से उन कणों का वर्णन करता है जिनकी कोई आंतरिक संरचना नहीं थी और वे कंपन कर सकते थे। इन कणों ने इस तरह से व्यवहार किया कि वे केवल बिंदु कण नहीं हो सकते। सुस्किंड समझ गए - सूत्र एक धागे का वर्णन करता है जो एक लोचदार बैंड की तरह होता है। वह न केवल खिंचाव और सिकुड़ सकती थी, बल्कि दोलन भी कर सकती थी। अपनी खोज का वर्णन करने के बाद, सुस्किंड ने स्ट्रिंग्स के क्रांतिकारी विचार को पेश किया।

दुर्भाग्य से, उनके अधिकांश सहयोगियों ने सिद्धांत को शांत रूप से प्राप्त किया।

मानक मॉडल

उस समय, मुख्यधारा के विज्ञान ने कणों को बिंदुओं के रूप में दर्शाया, न कि तार के रूप में। वर्षों से, भौतिक विज्ञानी उप-परमाणु कणों के व्यवहार की जांच कर रहे हैं, उन्हें उच्च गति से टकरा रहे हैं और इन टकरावों के परिणामों का अध्ययन कर रहे हैं। यह पता चला कि ब्रह्मांड जितना कल्पना कर सकता है उससे कहीं अधिक समृद्ध है। यह प्राथमिक कणों का वास्तविक "जनसंख्या विस्फोट" था। भौतिकी विश्वविद्यालयों के स्नातक छात्र गलियारों से भागते हुए चिल्लाते हुए कहते हैं कि उन्होंने एक नए कण की खोज की है - उन्हें नामित करने के लिए पर्याप्त पत्र भी नहीं थे।

लेकिन, अफसोस, नए कणों के "प्रसूति अस्पताल" में, वैज्ञानिकों को इस सवाल का जवाब नहीं मिला - उनमें से इतने सारे क्यों हैं और वे कहाँ से आते हैं?

इसने भौतिकविदों को एक असामान्य और चौंकाने वाली भविष्यवाणी करने के लिए प्रेरित किया - उन्होंने महसूस किया कि प्रकृति में अभिनय करने वाली शक्तियों को कणों का उपयोग करके भी समझाया जा सकता है। अर्थात्, पदार्थ के कण होते हैं, और अंतःक्रिया के कण-वाहक होते हैं। उदाहरण के लिए, एक फोटॉन है - प्रकाश का एक कण। इन वाहक कणों में से अधिक - वही फोटॉन जो कणों का आदान-प्रदान करते हैं, उज्ज्वल प्रकाश। वैज्ञानिकों ने भविष्यवाणी की है कि वाहक कणों का यह विशेष आदान-प्रदान बल के रूप में हम जो देखते हैं उससे ज्यादा कुछ नहीं है। प्रयोगों से इसकी पुष्टि हुई। इसलिए भौतिक विज्ञानी आइंस्टीन के सेना में शामिल होने के सपने के करीब पहुंचने में कामयाब रहे।

मानक मॉडल में विभिन्न कणों के बीच परस्पर क्रिया / © विकिमीडिया कॉमन्स

वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि अगर हम बिग बैंग के ठीक बाद तेजी से आगे बढ़ते हैं, जब ब्रह्मांड खरबों डिग्री गर्म था, तो विद्युत चुंबकत्व और कमजोर बल वाले कण अप्रभेद्य हो जाएंगे और इलेक्ट्रोवीक नामक एक ही बल में संयोजित हो जाएंगे। और अगर हम आगे भी समय में वापस जाते हैं, तो इलेक्ट्रोवीक इंटरैक्शन मजबूत के साथ एक कुल "सुपरफोर्स" में मिल जाएगा।

इस तथ्य के बावजूद कि यह सब अभी भी सिद्ध होने की प्रतीक्षा कर रहा है, क्वांटम यांत्रिकी ने अचानक समझाया है कि कैसे चार में से तीन बल उप-परमाणु स्तर पर बातचीत करते हैं। और उसने इसे खूबसूरती से और लगातार समझाया। अंतःक्रियाओं की इस सामंजस्यपूर्ण तस्वीर को मानक मॉडल कहा गया। लेकिन, अफसोस, इस सिद्ध सिद्धांत में भी एक बड़ी समस्या थी - इसमें स्थूल स्तर की सबसे प्रसिद्ध शक्ति - गुरुत्वाकर्षण शामिल नहीं थी।

© विकिमीडिया कॉमन्स

गुरुत्वाकर्षण

स्ट्रिंग थ्योरी के लिए, जिसमें "खिलने" का समय नहीं था, "शरद ऋतु" आई, इसमें अपने जन्म से ही बहुत सारी समस्याएं थीं। उदाहरण के लिए, सिद्धांत की गणना ने कणों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, जो कि जल्द ही सटीक रूप से स्थापित हो गया था, अस्तित्व में नहीं था। यह तथाकथित टैक्योन है - एक कण जो निर्वात में प्रकाश से तेज चलता है। अन्य बातों के अलावा, यह पता चला कि सिद्धांत को 10 आयामों की आवश्यकता है। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि यह भौतिकविदों के लिए बहुत शर्मनाक था, क्योंकि यह स्पष्ट रूप से जितना हम देखते हैं उससे कहीं अधिक है।

1973 तक, केवल कुछ युवा भौतिक विज्ञानी अभी भी स्ट्रिंग सिद्धांत के रहस्यों से जूझ रहे थे। उनमें से एक अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी जॉन श्वार्ट्ज थे। चार साल तक, श्वार्ट्ज ने शरारती समीकरणों को वश में करने की कोशिश की, लेकिन कोई फायदा नहीं हुआ। अन्य समस्याओं के अलावा, इन समीकरणों में से एक ने एक रहस्यमय कण का हठपूर्वक वर्णन किया जिसका कोई द्रव्यमान नहीं था और प्रकृति में नहीं देखा गया था।

वैज्ञानिक ने पहले ही अपने विनाशकारी व्यवसाय को छोड़ने का फैसला कर लिया था, और फिर यह उस पर हावी हो गया - शायद स्ट्रिंग सिद्धांत के समीकरण अन्य बातों के अलावा, गुरुत्वाकर्षण का वर्णन करते हैं? हालांकि, यह सिद्धांत के मुख्य "नायकों" के आयामों का एक संशोधन निहित करता है - तार। यह मानकर कि तार एक परमाणु से अरबों और अरबों गुना छोटे हैं, "स्ट्रिंगर्स" ने सिद्धांत के दोष को उसके गुण में बदल दिया। जॉन श्वार्ट्ज ने जिस रहस्यमयी कण से छुटकारा पाने की लगातार कोशिश की थी, वह अब गुरुत्वाकर्षण के रूप में काम करता है - एक ऐसा कण जिसे लंबे समय से खोजा गया था और जो गुरुत्वाकर्षण को क्वांटम स्तर पर स्थानांतरित करने की अनुमति देगा। इस प्रकार स्ट्रिंग सिद्धांत ने पहेली में गुरुत्वाकर्षण जोड़ा है, जो मानक मॉडल से गायब है। लेकिन, अफसोस, वैज्ञानिक समुदाय ने भी इस खोज पर कोई प्रतिक्रिया नहीं दी। स्ट्रिंग थ्योरी अस्तित्व के कगार पर रही। लेकिन इसने श्वार्ट्ज को नहीं रोका। केवल एक वैज्ञानिक जो रहस्यमय तार के लिए अपने करियर को जोखिम में डालने को तैयार था, वह उसकी खोज में शामिल होना चाहता था - माइकल ग्रीन।

अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी जॉन श्वार्ट्ज और माइकल ग्रीन

©कैलिफ़ोर्निया प्रौद्योगिकी संस्थान/elementy.ru

यह सोचने का क्या कारण है कि गुरुत्वाकर्षण क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का पालन करता है? 2011 में इन "नींव" की खोज के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। यह इस तथ्य में शामिल था कि ब्रह्मांड का विस्तार धीमा नहीं हो रहा है, जैसा कि एक बार सोचा गया था, लेकिन इसके विपरीत, तेज हो रहा है। इस त्वरण को एक विशेष "एंटी-ग्रेविटी" की क्रिया द्वारा समझाया गया है, जो किसी तरह ब्रह्मांडीय निर्वात के खाली स्थान की विशेषता है। दूसरी ओर, क्वांटम स्तर पर, बिल्कुल "खाली" कुछ भी नहीं हो सकता है - उप-परमाणु कण लगातार दिखाई देते हैं और तुरंत निर्वात में गायब हो जाते हैं। माना जाता है कि कणों का यह "चमकता" खाली स्थान को भरने वाली "एंटी-ग्रेविटी" डार्क एनर्जी के अस्तित्व के लिए जिम्मेदार है।

एक समय में, यह अल्बर्ट आइंस्टीन थे, जिन्होंने अपने जीवन के अंत तक क्वांटम यांत्रिकी के विरोधाभासी सिद्धांतों (जिसकी उन्होंने खुद भविष्यवाणी की थी) को स्वीकार नहीं किया, ऊर्जा के इस रूप के अस्तित्व का सुझाव दिया। दुनिया के अनंत काल में अपने विश्वास के साथ अरस्तू के शास्त्रीय यूनानी दर्शन की परंपरा का पालन करते हुए, आइंस्टीन ने अपने स्वयं के सिद्धांत की भविष्यवाणी करने से इनकार कर दिया, अर्थात् ब्रह्मांड की शुरुआत हुई थी। ब्रह्मांड को "स्थायी" करने के लिए, आइंस्टीन ने अपने सिद्धांत में एक निश्चित ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक भी पेश किया, और इस प्रकार रिक्त स्थान की ऊर्जा का वर्णन किया। सौभाग्य से, कुछ वर्षों बाद यह पता चला कि ब्रह्मांड एक जमे हुए रूप नहीं है, कि यह विस्तार कर रहा है। तब आइंस्टीन ने ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक को छोड़ दिया, इसे "अपने जीवन का सबसे बड़ा गलत अनुमान" कहा।

आज, विज्ञान जानता है कि डार्क एनर्जी मौजूद है, हालाँकि इसका घनत्व आइंस्टीन द्वारा सुझाए गए घनत्व से बहुत कम है (वैसे, डार्क एनर्जी डेंसिटी की समस्या, आधुनिक भौतिकी के सबसे महान रहस्यों में से एक है)। लेकिन ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक का मान कितना भी छोटा क्यों न हो, यह सुनिश्चित करने के लिए काफी है कि गुरुत्वाकर्षण में क्वांटम प्रभाव मौजूद हैं।

उपपरमाण्विक घोंसले के शिकार गुड़िया

सब कुछ के बावजूद, 1980 के दशक की शुरुआत में, स्ट्रिंग थ्योरी में अभी भी अनसुलझे विरोधाभास थे, जिन्हें विज्ञान में विसंगतियों के रूप में जाना जाता है। श्वार्ट्ज और ग्रीन ने उन्हें खत्म करने का फैसला किया। और उनके प्रयास व्यर्थ नहीं थे: वैज्ञानिक सिद्धांत के कुछ विरोधाभासों को खत्म करने में कामयाब रहे। इन दोनों के आश्चर्य की कल्पना कीजिए, जो पहले से ही इस तथ्य के आदी हैं कि उनके सिद्धांत की अनदेखी की जाती है, जब वैज्ञानिक समुदाय की प्रतिक्रिया ने वैज्ञानिक दुनिया को उड़ा दिया। एक साल से भी कम समय में, स्ट्रिंग सिद्धांतकारों की संख्या सैकड़ों तक पहुंच गई। यह तब था जब स्ट्रिंग थ्योरी को द थ्योरी ऑफ एवरीथिंग की उपाधि से सम्मानित किया गया था। नया सिद्धांत ब्रह्मांड के सभी घटकों का वर्णन करने में सक्षम लग रहा था। और यहाँ सामग्री हैं।

प्रत्येक परमाणु, जैसा कि हम जानते हैं, और भी छोटे कणों, इलेक्ट्रॉनों से बना होता है, जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बने एक नाभिक के चारों ओर चक्कर लगाते हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन, बदले में, क्वार्क नामक छोटे कणों से भी बने होते हैं। लेकिन स्ट्रिंग थ्योरी कहती है कि यह क्वार्क के साथ खत्म नहीं होता है। क्वार्क ऊर्जा के छोटे-छोटे सांपों के तंतुओं से बने होते हैं जो तार के समान होते हैं। इनमें से प्रत्येक तार अकल्पनीय रूप से छोटा है। इतना छोटा कि अगर परमाणु को सौर मंडल के आकार तक बढ़ा दिया जाए, तो तार एक पेड़ के आकार का होगा। जिस तरह एक सेलो स्ट्रिंग के विभिन्न कंपन जो हम सुनते हैं, विभिन्न संगीत नोट्स के रूप में, एक स्ट्रिंग को कंपन करने के विभिन्न तरीके (मोड) कणों को उनके अद्वितीय गुण-द्रव्यमान, चार्ज आदि देते हैं। क्या आप जानते हैं कि आपके नाखून की नोक में प्रोटॉन उस गुरुत्वाकर्षण से कैसे भिन्न होते हैं जिसे अभी तक खोजा नहीं गया है? बस छोटे तारों का सेट जो उन्हें बनाते हैं और वे तार कैसे कंपन करते हैं।

बेशक, यह सब आश्चर्यजनक से अधिक है। प्राचीन ग्रीस के समय से, भौतिक विज्ञानी इस तथ्य के आदी हो गए हैं कि इस दुनिया में हर चीज में गेंदों, छोटे कणों जैसी कोई चीज होती है। और अब, इन गेंदों के अतार्किक व्यवहार के लिए अभ्यस्त होने का समय नहीं है, जो क्वांटम यांत्रिकी से अनुसरण करता है, उन्हें पूरी तरह से प्रतिमान छोड़ने और किसी प्रकार की स्पेगेटी ट्रिमिंग के साथ काम करने के लिए आमंत्रित किया जाता है ...

पांचवां आयाम

हालांकि कई वैज्ञानिक स्ट्रिंग थ्योरी को गणित की विजय कहते हैं, कुछ समस्याएं अभी भी बनी हुई हैं - सबसे विशेष रूप से, निकट भविष्य में इसे प्रयोगात्मक रूप से परीक्षण करने के किसी भी अवसर की कमी। दुनिया में एक भी उपकरण, मौजूदा या परिप्रेक्ष्य में प्रकट होने में सक्षम, तारों को "देखने" में असमर्थ है। इसलिए, कुछ वैज्ञानिक, वैसे, खुद से सवाल पूछते हैं: क्या स्ट्रिंग सिद्धांत भौतिकी या दर्शन का सिद्धांत है? .. सच है, "अपनी आंखों से" तारों को देखना बिल्कुल जरूरी नहीं है। स्ट्रिंग थ्योरी को साबित करने के लिए जो आवश्यक है वह कुछ और है - जो विज्ञान कथा की तरह लगता है - अंतरिक्ष के अतिरिक्त आयामों के अस्तित्व की पुष्टि।

इसके बारे में क्या है? हम सभी अंतरिक्ष के तीन आयामों और एक समय के आदी हैं। लेकिन स्ट्रिंग सिद्धांत अन्य - अतिरिक्त - आयामों की उपस्थिति की भविष्यवाणी करता है। लेकिन चलो क्रम में शुरू करते हैं।

वस्तुतः अन्य आयामों के अस्तित्व का विचार लगभग सौ वर्ष पूर्व उत्पन्न हुआ। यह 1919 में तत्कालीन अज्ञात जर्मन गणितज्ञ थियोडोर कलुट्ज़ के सिर पर आया था। उन्होंने हमारे ब्रह्मांड में एक और आयाम की उपस्थिति की संभावना का सुझाव दिया जो हम नहीं देखते हैं। अल्बर्ट आइंस्टीन ने इस विचार के बारे में सुना, और पहले तो उन्हें यह बहुत पसंद आया। बाद में, हालांकि, उन्होंने इसकी शुद्धता पर संदेह किया, और कलुजा के प्रकाशन में दो साल तक की देरी की। अंततः, हालांकि, लेख फिर भी प्रकाशित हुआ, और अतिरिक्त आयाम भौतिकी की प्रतिभा के लिए एक प्रकार का जुनून बन गया।

जैसा कि आप जानते हैं, आइंस्टीन ने दिखाया कि गुरुत्वाकर्षण और कुछ नहीं बल्कि अंतरिक्ष-समय माप की विकृति है। कलुजा ने सुझाव दिया कि विद्युत चुंबकत्व भी तरंग हो सकता है। हम इसे क्यों नहीं देखते? कलुजा को इस प्रश्न का उत्तर मिल गया - विद्युत चुंबकत्व की लहरें एक अतिरिक्त, छिपे हुए आयाम में मौजूद हो सकती हैं। लेकिन यह कहाँ है?

इस प्रश्न का उत्तर स्वीडिश भौतिक विज्ञानी ऑस्कर क्लेन ने दिया था, जिन्होंने सुझाव दिया था कि कलुजा का पांचवां आयाम एक परमाणु के आकार से अरबों गुना अधिक मुड़ा हुआ है, इसलिए हम इसे नहीं देख सकते हैं। यह विचार कि यह छोटा आयाम हमारे चारों ओर मौजूद है, स्ट्रिंग थ्योरी के केंद्र में है।

अतिरिक्त घुमावदार आयामों के प्रस्तावित रूपों में से एक। इनमें से प्रत्येक रूप के अंदर, एक स्ट्रिंग कंपन करती है और चलती है - ब्रह्मांड का मुख्य घटक। प्रत्येक आकार छह-आयामी है - छह अतिरिक्त आयामों की संख्या के अनुसार / © विकिमीडिया कॉमन्स

दस आयाम

लेकिन वास्तव में, स्ट्रिंग सिद्धांत के समीकरणों के लिए एक भी नहीं, बल्कि छह अतिरिक्त आयामों की आवश्यकता होती है (कुल मिलाकर, चार हमें ज्ञात हैं, उनमें से ठीक 10 हैं)। उन सभी में एक बहुत ही मुड़ और मुड़ी हुई जटिल आकृति है। और सब कुछ अकल्पनीय रूप से छोटा है।

ये छोटे आयाम हमारी बड़ी दुनिया को कैसे प्रभावित कर सकते हैं? स्ट्रिंग सिद्धांत के अनुसार, निर्णायक: इसके लिए, सब कुछ रूप से निर्धारित होता है। जब आप सैक्सोफोन पर अलग-अलग चाबियां बजाते हैं, तो आपको अलग-अलग आवाजें आती हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि जब आप किसी विशेष कुंजी या चाबियों के संयोजन को दबाते हैं, तो आप उस संगीत वाद्ययंत्र में जगह का आकार बदल देते हैं जहां हवा घूमती है। इससे भिन्न-भिन्न ध्वनियाँ उत्पन्न होती हैं।

स्ट्रिंग सिद्धांत बताता है कि अंतरिक्ष के अतिरिक्त मुड़ और मुड़े हुए आयाम एक समान तरीके से दिखाई देते हैं। इन अतिरिक्त आयामों के रूप जटिल और विविध हैं, और प्रत्येक ऐसे आयामों के अंदर की स्ट्रिंग को अपने रूपों के कारण अलग तरीके से कंपन करने का कारण बनता है। आखिरकार, अगर हम मान लें, उदाहरण के लिए, कि एक स्ट्रिंग एक जग के अंदर कंपन करती है, और दूसरी एक घुमावदार पोस्ट हॉर्न के अंदर, ये पूरी तरह से अलग कंपन होंगे। हालांकि, अगर स्ट्रिंग सिद्धांत पर विश्वास किया जाए, तो वास्तव में, अतिरिक्त आयामों के आकार एक जार की तुलना में बहुत अधिक जटिल लगते हैं।

दुनिया कैसे काम करती है

विज्ञान आज संख्याओं के एक समूह को जानता है जो ब्रह्मांड के मूलभूत स्थिरांक हैं। वे हमारे आस-पास की हर चीज के गुणों और विशेषताओं को निर्धारित करते हैं। ऐसे स्थिरांकों में, उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन का आवेश, गुरुत्वीय स्थिरांक, निर्वात में प्रकाश की गति... और यदि हम इन संख्याओं को कम संख्या में भी बदलते हैं, तो परिणाम विनाशकारी होंगे। मान लीजिए कि हमने विद्युत चुम्बकीय संपर्क की ताकत बढ़ा दी है। क्या हुआ? हम अचानक पा सकते हैं कि आयन एक-दूसरे से अधिक प्रतिकारक हो गए हैं, और थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन, जो सितारों को चमकता है और गर्मी विकीर्ण करता है, अचानक विफल हो गया है। सारे सितारे निकल जाएंगे।

लेकिन इसके अतिरिक्त आयामों के साथ स्ट्रिंग सिद्धांत के बारे में क्या? तथ्य यह है कि, इसके अनुसार, यह अतिरिक्त आयाम हैं जो मौलिक स्थिरांक के सटीक मूल्य को निर्धारित करते हैं। माप के कुछ रूप एक स्ट्रिंग को एक निश्चित तरीके से कंपन करने का कारण बनते हैं, और जो हम एक फोटॉन के रूप में देखते हैं उसे जन्म देते हैं। अन्य रूपों में, तार अलग तरह से कंपन करते हैं और एक इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करते हैं। वास्तव में ईश्वर "छोटी चीजों" में निहित है - यह ये छोटे रूप हैं जो इस दुनिया के सभी मूलभूत स्थिरांक निर्धारित करते हैं।

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत

1980 के दशक के मध्य में, स्ट्रिंग थ्योरी ने एक राजसी और पतली हवा ली, लेकिन उस स्मारक के भीतर भ्रम की स्थिति पैदा हो गई। कुछ ही वर्षों में, स्ट्रिंग थ्योरी के पाँच संस्करण सामने आए हैं। और यद्यपि उनमें से प्रत्येक तार और अतिरिक्त आयामों पर बनाया गया है (सभी पांच संस्करण सुपरस्ट्रिंग के सामान्य सिद्धांत में एकजुट हैं - एनएस), विवरण में इन संस्करणों में काफी भिन्नता है।

तो, कुछ संस्करणों में, स्ट्रिंग्स के खुले सिरे थे, दूसरों में वे छल्ले की तरह दिखते थे। और कुछ संस्करणों में, सिद्धांत को 10 नहीं, बल्कि 26 मापों की भी आवश्यकता थी। विरोधाभास यह है कि आज के सभी पांच संस्करणों को समान रूप से सत्य कहा जा सकता है। लेकिन कौन वास्तव में हमारे ब्रह्मांड का वर्णन करता है? यह स्ट्रिंग थ्योरी का एक और रहस्य है। यही कारण है कि कई भौतिकविदों ने फिर से "पागल" सिद्धांत पर अपना हाथ लहराया।

लेकिन स्ट्रिंग्स की मुख्य समस्या, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, उनकी उपस्थिति को प्रयोगात्मक रूप से साबित करने की असंभवता (कम से कम अभी के लिए) है।

कुछ वैज्ञानिक, हालांकि, अभी भी कहते हैं कि अगली पीढ़ी के त्वरक पर अतिरिक्त आयामों की परिकल्पना का परीक्षण करने का एक बहुत ही न्यूनतम, लेकिन फिर भी अवसर है। हालांकि बहुमत, निश्चित रूप से, सुनिश्चित है कि यदि यह संभव है, तो, अफसोस, यह बहुत जल्द नहीं होना चाहिए - कम से कम दशकों में, अधिकतम के रूप में - यहां तक ​​​​कि सौ वर्षों में भी।

क्या आपने कभी सोचा है कि ब्रह्मांड एक सेलो की तरह है? यह सही है - नहीं आया। क्योंकि ब्रह्मांड एक सेलो की तरह नहीं है। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि उसके पास तार नहीं हैं।

बेशक, ब्रह्मांड के तार शायद ही उन लोगों के समान हैं जिनकी हम कल्पना करते हैं। स्ट्रिंग सिद्धांत में, वे ऊर्जा के अविश्वसनीय रूप से छोटे कंपन तंतु हैं। ये धागे छोटे "लोचदार बैंड" की तरह होते हैं जो हर तरह से सिकुड़, खिंचाव और सिकुड़ सकते हैं।
. हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि उन पर ब्रह्मांड की सिम्फनी को "खेलना" असंभव है, क्योंकि स्ट्रिंग सिद्धांतकारों के अनुसार, जो कुछ भी मौजूद है वह इन "धागे" से बना है।

भौतिकी विरोधाभास।
19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, भौतिकविदों को ऐसा लग रहा था कि अब उनके विज्ञान में कुछ भी गंभीर नहीं खोजा जा सकता है। शास्त्रीय भौतिकी का मानना ​​​​था कि इसमें कोई गंभीर समस्या नहीं बची थी, और दुनिया की पूरी संरचना पूरी तरह से ट्यून और अनुमानित मशीन की तरह दिखती थी। मुसीबत, हमेशा की तरह, बकवास के कारण हुई - छोटे "बादलों" में से एक जो अभी भी विज्ञान के स्पष्ट, समझने योग्य आकाश में बना हुआ है। अर्थात्, एक ब्लैकबॉडी की विकिरण ऊर्जा की गणना करते समय (एक काल्पनिक शरीर जो किसी भी तापमान पर पूरी तरह से विकिरण की घटना को अवशोषित करता है, तरंग दैर्ध्य की परवाह किए बिना - एनएस। गणना से पता चला है कि किसी भी ब्लैकबॉडी की कुल विकिरण ऊर्जा असीम रूप से बड़ी होनी चाहिए। बचने के लिए इस तरह की एक स्पष्ट बेतुकी बात से, 1900 में जर्मन वैज्ञानिक मैक्स प्लैंक ने सुझाव दिया कि दृश्य प्रकाश, एक्स-रे और अन्य विद्युत चुम्बकीय तरंगें केवल ऊर्जा के कुछ असतत भागों द्वारा उत्सर्जित की जा सकती हैं, जिसे उन्होंने क्वांटा कहा। उनकी मदद से, इसे हल करना संभव था। एक पूरी तरह से काले शरीर की विशेष समस्या 1 9 26 तक नियतत्ववाद के लिए क्वांटम परिकल्पना अभी तक महसूस नहीं हुई थी, जब एक अन्य जर्मन वैज्ञानिक वर्नर हाइजेनबर्ग ने प्रसिद्ध अनिश्चितता सिद्धांत तैयार किया था।

इसका सार इस तथ्य पर उबलता है कि, पहले प्रचलित सभी कथनों के विपरीत, प्रकृति भौतिक नियमों के आधार पर भविष्य की भविष्यवाणी करने की हमारी क्षमता को सीमित करती है। यह, निश्चित रूप से, उप-परमाणु कणों के भविष्य और वर्तमान के बारे में है। यह पता चला कि वे हमारे आस-पास के स्थूल जगत में किसी भी अन्य चीजों की तुलना में पूरी तरह से अलग व्यवहार करते हैं। उप-परमाणु स्तर पर, अंतरिक्ष का ताना-बाना असमान और अव्यवस्थित हो जाता है। सूक्ष्म कणों की दुनिया इतनी अशांत और समझ से बाहर है कि यह सामान्य ज्ञान के विपरीत है। अंतरिक्ष और समय इसमें इतने मुड़े हुए और आपस में जुड़े हुए हैं कि बाएं और दाएं, ऊपर और नीचे, और पहले और बाद में भी कोई सामान्य अवधारणा नहीं है। यह निश्चित रूप से कहने का कोई तरीका नहीं है कि यह या वह कण किसी निश्चित क्षण में अंतरिक्ष में किस विशेष बिंदु पर स्थित है, और इसकी गति का क्षण क्या है। अंतरिक्ष-समय के क्षेत्रों के एक समूह में एक कण खोजने की केवल एक निश्चित संभावना है। उप-परमाणु स्तर पर कण अंतरिक्ष के ऊपर "स्मीयर" प्रतीत होते हैं। इतना ही नहीं, कणों की "स्थिति" स्वयं परिभाषित नहीं है: कुछ मामलों में वे तरंगों की तरह व्यवहार करते हैं, अन्य में वे कणों के गुणों को प्रदर्शित करते हैं। इसे भौतिक विज्ञानी क्वांटम यांत्रिकी का तरंग-कण द्वैत कहते हैं।

सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में, जैसे कि विपरीत कानूनों वाले राज्य में, चीजें मौलिक रूप से भिन्न होती हैं। अंतरिक्ष एक ट्रैम्पोलिन की तरह प्रतीत होता है - एक चिकना कपड़ा जिसे द्रव्यमान वाली वस्तुओं द्वारा मोड़ा और बढ़ाया जा सकता है। वे अंतरिक्ष - समय की विकृतियाँ पैदा करते हैं - जिसे हम गुरुत्वाकर्षण के रूप में अनुभव करते हैं। कहने की जरूरत नहीं है, सापेक्षता का सुसंगत, सही और पूर्वानुमानित सामान्य सिद्धांत "सनकी गुंडे" - क्वांटम यांत्रिकी के साथ अपरिवर्तनीय संघर्ष में है, और, परिणामस्वरूप, स्थूल जगत सूक्ष्म जगत के साथ "सामंजस्य" नहीं कर सकता है। यहीं से स्ट्रिंग थ्योरी आती है।

हर चीज का सिद्धांत।
स्ट्रिंग सिद्धांत दो मौलिक रूप से विरोधाभासी ओटो और क्वांटम यांत्रिकी को एकजुट करने के लिए सभी भौतिकविदों के सपने का प्रतीक है, एक सपना जो अपने दिनों के अंत तक महानतम "जिप्सी एंड द ट्रैम्प" अल्बर्ट आइंस्टीन को प्रेतवाधित करता था।

कई वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि आकाशगंगाओं के उत्कृष्ट नृत्य से लेकर उप-परमाणु कणों के उन्मादी नृत्य तक सब कुछ अंततः केवल एक मौलिक भौतिक सिद्धांत द्वारा समझाया जा सकता है। शायद एक भी कानून जो सभी प्रकार की ऊर्जा, कणों और अंतःक्रियाओं को किसी सुरुचिपूर्ण सूत्र में जोड़ता है।

ओथो ब्रह्मांड में सबसे प्रसिद्ध बलों में से एक का वर्णन करता है - गुरुत्वाकर्षण। क्वांटम यांत्रिकी तीन अन्य बलों का वर्णन करता है: मजबूत परमाणु बल, जो परमाणुओं में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ चिपका देता है, विद्युत चुंबकत्व, और कमजोर बल, जो रेडियोधर्मी क्षय में शामिल होता है। ब्रह्मांड में किसी भी घटना, परमाणु के आयनीकरण से लेकर तारे के जन्म तक, इन चार बलों के माध्यम से पदार्थ की बातचीत से वर्णित है। जटिल गणित की मदद से, यह दिखाना संभव था कि विद्युतचुंबकीय और कमजोर अंतःक्रियाओं की एक सामान्य प्रकृति होती है, जो उन्हें एक एकल इलेक्ट्रोवीक में जोड़ती है। इसके बाद, उनके साथ मजबूत परमाणु संपर्क जोड़ा गया - लेकिन गुरुत्वाकर्षण किसी भी तरह से उनसे नहीं जुड़ता। स्ट्रिंग सिद्धांत सभी चार बलों को जोड़ने के लिए सबसे गंभीर उम्मीदवारों में से एक है, और इसलिए, ब्रह्मांड में सभी घटनाओं को गले लगाते हुए - यह व्यर्थ नहीं है कि इसे "सब कुछ का सिद्धांत" भी कहा जाता है।

शुरुआत में एक मिथक था।
अब तक, सभी भौतिक विज्ञानी स्ट्रिंग सिद्धांत के बारे में उत्साहित नहीं हैं। और अपनी उपस्थिति के भोर में, यह वास्तविकता से असीम रूप से दूर लग रहा था। उनका जन्म ही एक किंवदंती है।

1960 के दशक के उत्तरार्ध में, एक युवा इतालवी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी गैब्रिएल वेनेज़ियानो ऐसे समीकरणों की तलाश में थे जो मजबूत परमाणु बलों की व्याख्या कर सकें - एक अत्यंत शक्तिशाली "गोंद" जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ बांधकर परमाणुओं के नाभिक को एक साथ रखता है। किंवदंती के अनुसार, उन्हें एक बार गणित के इतिहास पर एक धूल भरी किताब मिली, जिसमें उन्हें पहली बार स्विस गणितज्ञ लियोनहार्ड यूलर द्वारा लिखित 200 साल पुराना समीकरण मिला। वेनिस के आश्चर्य की बात क्या थी जब उन्होंने पाया कि यूलर समीकरण, जिसे लंबे समय तक गणितीय जिज्ञासा से ज्यादा कुछ नहीं माना जाता था, इस मजबूत बातचीत का वर्णन करता है।

यह वास्तव में कैसा था? समीकरण शायद विनीशियन द्वारा कई वर्षों के काम का परिणाम था, और मामले ने केवल स्ट्रिंग सिद्धांत की खोज की दिशा में पहला कदम उठाने में मदद की। यूलर के समीकरण ने चमत्कारिक ढंग से प्रबल बल की व्याख्या करते हुए एक नया जीवन पाया है।

अंत में, इसने एक युवा अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, लियोनार्ड सुस्किंड की नज़र को पकड़ा, जिन्होंने देखा कि, सबसे पहले, सूत्र उन कणों का वर्णन करता है जिनकी कोई आंतरिक संरचना नहीं थी और जो कंपन कर सकते थे। इन कणों ने इस तरह से व्यवहार किया कि वे केवल बिंदु कण नहीं हो सकते। सुस्किंड समझ गए - सूत्र एक धागे का वर्णन करता है जो एक लोचदार बैंड की तरह होता है। वह न केवल खिंचाव और सिकुड़ सकती थी, बल्कि दोलन भी कर सकती थी। अपनी खोज का वर्णन करने के बाद, सुस्किंड ने स्ट्रिंग्स के क्रांतिकारी विचार को पेश किया।

दुर्भाग्य से, उनके अधिकांश सहयोगियों ने सिद्धांत को शांत रूप से प्राप्त किया।

मानक मॉडल।
उस समय, मुख्यधारा के विज्ञान ने कणों को बिंदुओं के रूप में दर्शाया, न कि तार के रूप में। वर्षों से, भौतिक विज्ञानी उप-परमाणु कणों के व्यवहार की जांच कर रहे हैं, उन्हें उच्च गति से टकरा रहे हैं और इन टकरावों के परिणामों का अध्ययन कर रहे हैं। यह पता चला कि ब्रह्मांड जितना कल्पना कर सकता है उससे कहीं अधिक समृद्ध है। यह प्राथमिक कणों का वास्तविक "जनसंख्या विस्फोट" था। भौतिकी विश्वविद्यालयों के स्नातक छात्र गलियारों से भागते हुए चिल्लाते हुए कहते हैं कि उन्होंने एक नए कण की खोज की है - उन्हें नामित करने के लिए पर्याप्त पत्र भी नहीं थे।

लेकिन, अफसोस, नए कणों के "मातृत्व अस्पताल" में, वैज्ञानिकों को इस सवाल का जवाब नहीं मिला - उनमें से इतने सारे क्यों हैं और वे कहाँ से आते हैं?

इसने भौतिकविदों को एक असामान्य और चौंकाने वाली भविष्यवाणी करने के लिए प्रेरित किया - उन्होंने महसूस किया कि प्रकृति में अभिनय करने वाली शक्तियों को कणों का उपयोग करके भी समझाया जा सकता है। अर्थात्, पदार्थ के कण होते हैं, और कण होते हैं - अंतःक्रियाओं के वाहक। उदाहरण के लिए, एक फोटॉन है - प्रकाश का एक कण। इन कणों में से अधिक - वाहक - वही फोटॉन जो कणों का आदान-प्रदान करते हैं, उज्ज्वल प्रकाश। वैज्ञानिकों ने भविष्यवाणी की है कि कणों का यह विशेष आदान-प्रदान - वाहक - कुछ भी नहीं है जिसे हम बल के रूप में देखते हैं। प्रयोगों से इसकी पुष्टि हुई। इसलिए भौतिक विज्ञानी आइंस्टीन के सेना में शामिल होने के सपने के करीब पहुंचने में कामयाब रहे।

वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि अगर हम बिग बैंग के ठीक बाद तेजी से आगे बढ़ते हैं, जब ब्रह्मांड खरबों डिग्री अधिक गर्म था, तो विद्युत चुंबकत्व और कमजोर बल वाले कण अप्रभेद्य हो जाएंगे और एक एकल बल में संयोजित हो जाएंगे जिसे इलेक्ट्रोवीक कहा जाता है। और अगर हम आगे भी समय में वापस जाते हैं, तो इलेक्ट्रोवेक इंटरैक्शन मजबूत के साथ एक कुल "सुपरफोर्स" में मिल जाएगा।

इस तथ्य के बावजूद कि यह सब अभी भी सिद्ध होने की प्रतीक्षा कर रहा है, क्वांटम यांत्रिकी ने अचानक समझाया है कि कैसे चार में से तीन बल उप-परमाणु स्तर पर बातचीत करते हैं। और उसने इसे खूबसूरती से और लगातार समझाया। अंतःक्रियाओं के इस सामंजस्यपूर्ण पैटर्न को अंततः मानक मॉडल के रूप में जाना जाने लगा। लेकिन, अफसोस, इस सिद्ध सिद्धांत में एक बड़ी समस्या थी - इसमें स्थूल स्तर की सबसे प्रसिद्ध शक्ति - गुरुत्वाकर्षण शामिल नहीं थी।

ग्रेविटॉन।
स्ट्रिंग थ्योरी के लिए, जिसमें "खिलने" का समय नहीं था, "शरद ऋतु" आई, इसमें अपने जन्म से ही बहुत सारी समस्याएं थीं। उदाहरण के लिए, सिद्धांत की गणना ने कणों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, जो कि जल्द ही सटीक रूप से स्थापित हो गया था, अस्तित्व में नहीं था। यह तथाकथित टैक्योन है - एक कण जो निर्वात में प्रकाश से तेज चलता है। अन्य बातों के अलावा, यह पता चला कि सिद्धांत को 10 आयामों की आवश्यकता है। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि यह भौतिकविदों के लिए बहुत शर्मनाक था, क्योंकि यह स्पष्ट रूप से जितना हम देखते हैं उससे कहीं अधिक है।

1973 तक, केवल कुछ युवा भौतिक विज्ञानी अभी भी स्ट्रिंग सिद्धांत के रहस्यों से जूझ रहे थे। उनमें से एक अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी जॉन श्वार्ट्ज थे। चार साल तक, श्वार्ट्ज ने शरारती समीकरणों को वश में करने की कोशिश की, लेकिन कोई फायदा नहीं हुआ। अन्य समस्याओं के अलावा, इन समीकरणों में से एक ने एक रहस्यमय कण का हठपूर्वक वर्णन किया जिसका कोई द्रव्यमान नहीं था और प्रकृति में नहीं देखा गया था।

वैज्ञानिक ने पहले ही अपने विनाशकारी व्यवसाय को छोड़ने का फैसला कर लिया था, और फिर यह उस पर हावी हो गया - शायद स्ट्रिंग सिद्धांत के समीकरण अन्य बातों के अलावा, गुरुत्वाकर्षण का वर्णन करते हैं? हालांकि, यह सिद्धांत के मुख्य "नायकों" के आयामों का एक संशोधन निहित करता है - तार। यह मानकर कि तार एक परमाणु से अरबों और अरबों गुना छोटे हैं, "स्ट्रिंगर्स" ने सिद्धांत के दोष को उसके गुण में बदल दिया। जॉन श्वार्ट्ज ने जिस रहस्यमयी कण से छुटकारा पाने की लगातार कोशिश की थी, वह अब गुरुत्वाकर्षण के रूप में काम करता है - एक ऐसा कण जिसे लंबे समय से खोजा गया था और जो गुरुत्वाकर्षण को क्वांटम स्तर पर स्थानांतरित करने की अनुमति देगा। इस प्रकार स्ट्रिंग सिद्धांत ने पहेली में गुरुत्वाकर्षण जोड़ा है, जो मानक मॉडल से गायब है। लेकिन, अफसोस, वैज्ञानिक समुदाय ने भी इस खोज पर कोई प्रतिक्रिया नहीं दी। स्ट्रिंग थ्योरी अस्तित्व के कगार पर रही। लेकिन इसने श्वार्ट्ज को नहीं रोका। केवल एक वैज्ञानिक रहस्यमयी तार के लिए अपने करियर को जोखिम में डालने को तैयार था, जो उसकी खोज में शामिल होना चाहता था - माइकल ग्रीन।

उपपरमाण्विक घोंसले के शिकार गुड़िया।
सब कुछ के बावजूद, 1980 के दशक की शुरुआत में, स्ट्रिंग थ्योरी में अभी भी अनसुलझे विरोधाभास थे, जिन्हें विज्ञान में विसंगतियाँ कहा जाता है। श्वार्ट्ज और ग्रीन ने उन्हें खत्म करने का फैसला किया। और उनके प्रयास व्यर्थ नहीं थे: वैज्ञानिक सिद्धांत के कुछ विरोधाभासों को खत्म करने में कामयाब रहे। इन दोनों के आश्चर्य की कल्पना कीजिए, जो पहले से ही इस तथ्य के आदी हैं कि उनके सिद्धांत की अनदेखी की जाती है, जब वैज्ञानिक समुदाय की प्रतिक्रिया ने वैज्ञानिक दुनिया को उड़ा दिया। एक साल से भी कम समय में, स्ट्रिंग सिद्धांतकारों की संख्या सैकड़ों तक पहुंच गई। यह तब था जब स्ट्रिंग थ्योरी को हर चीज के सिद्धांत की उपाधि से सम्मानित किया गया था। नया सिद्धांत ब्रह्मांड के सभी घटकों का वर्णन करने में सक्षम लग रहा था। और यहाँ सामग्री हैं।

जैसा कि हम जानते हैं, प्रत्येक परमाणु में और भी छोटे कण होते हैं - इलेक्ट्रॉन, जो नाभिक के चारों ओर चक्कर लगाते हैं, जिसमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन, बदले में, क्वार्क नामक छोटे कणों से भी बने होते हैं। लेकिन स्ट्रिंग थ्योरी कहती है कि यह क्वार्क के साथ खत्म नहीं होता है। क्वार्क ऊर्जा के छोटे-छोटे साँपों के तंतुओं से बने होते हैं जो तार के समान होते हैं। इनमें से प्रत्येक तार अकल्पनीय रूप से छोटा है। इतना छोटा कि अगर परमाणु को सौर मंडल के आकार तक बढ़ा दिया जाए, तो तार एक पेड़ के आकार का होगा। जिस तरह एक सेलो स्ट्रिंग के विभिन्न कंपन जो हम सुनते हैं, विभिन्न संगीत नोट्स के रूप में, एक स्ट्रिंग को कंपन करने के विभिन्न तरीके (मोड) कणों को उनके अद्वितीय गुण-द्रव्यमान, चार्ज आदि देते हैं। क्या आप जानते हैं कि आपके नाखून की नोक में प्रोटॉन उस गुरुत्वाकर्षण से कैसे भिन्न होते हैं जिसे अभी तक खोजा नहीं गया है? बस छोटे तारों का सेट जो उन्हें बनाते हैं और वे तार कैसे कंपन करते हैं।

बेशक, यह सब आश्चर्यजनक से अधिक है। प्राचीन ग्रीस के बाद से, भौतिक विज्ञानी इस तथ्य के आदी रहे हैं कि इस दुनिया में हर चीज में गेंदों, छोटे कणों की तरह कुछ होता है। और अब, इन गेंदों के अतार्किक व्यवहार के लिए अभ्यस्त होने का समय नहीं है, जो क्वांटम यांत्रिकी से अनुसरण करता है, उन्हें प्रतिमान को पूरी तरह से छोड़ने और कुछ स्पेगेटी स्क्रैप के साथ काम करने के लिए आमंत्रित किया जाता है।

दुनिया कैसे काम करती है।
विज्ञान आज संख्याओं के एक समूह को जानता है जो ब्रह्मांड के मूलभूत स्थिरांक हैं। यह वे हैं जो हमारे आस-पास की हर चीज के गुणों और विशेषताओं को निर्धारित करते हैं। ऐसे स्थिरांकों में, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉन आवेश, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक, निर्वात में प्रकाश की गति। और अगर हम इन नंबरों को थोड़ी सी भी बार बदलते हैं, तो परिणाम भयावह होंगे। मान लीजिए कि हमने विद्युत चुम्बकीय संपर्क की ताकत बढ़ा दी है। क्या हुआ? हम अचानक पा सकते हैं कि आयन एक-दूसरे से अधिक प्रतिकारक हो गए हैं, और थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन, जो सितारों को चमकता है और गर्मी विकीर्ण करता है, अचानक विफल हो गया है। सारे सितारे निकल जाएंगे।

लेकिन इसके अतिरिक्त आयामों के साथ स्ट्रिंग सिद्धांत के बारे में क्या? तथ्य यह है कि, इसके अनुसार, यह अतिरिक्त आयाम हैं जो मौलिक स्थिरांक के सटीक मूल्य को निर्धारित करते हैं। माप के कुछ रूप एक स्ट्रिंग को एक निश्चित तरीके से कंपन करने का कारण बनते हैं, और जो हम एक फोटॉन के रूप में देखते हैं उसे जन्म देते हैं। अन्य रूपों में, तार अलग तरह से कंपन करते हैं और एक इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करते हैं। वास्तव में ईश्वर "छोटी चीजों" में निहित है - यह ये छोटे रूप हैं जो इस दुनिया के सभी मूलभूत स्थिरांक निर्धारित करते हैं।

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत।
1980 के दशक के मध्य में, स्ट्रिंग थ्योरी ने एक राजसी और पतली हवा ली, लेकिन उस स्मारक के भीतर भ्रम की स्थिति पैदा हो गई। कुछ ही वर्षों में, स्ट्रिंग थ्योरी के पाँच संस्करण सामने आए हैं। और यद्यपि उनमें से प्रत्येक तार और अतिरिक्त आयामों पर बनाया गया है (सभी पांच संस्करण सुपरस्ट्रिंग के सामान्य सिद्धांत में एकजुट हैं - एनएस), विवरण में इन संस्करणों में काफी भिन्नता है।

तो, कुछ संस्करणों में, स्ट्रिंग्स के खुले सिरे थे, दूसरों में वे छल्ले की तरह दिखते थे। और कुछ संस्करणों में, सिद्धांत को 10 नहीं, बल्कि 26 मापों की भी आवश्यकता थी। विरोधाभास यह है कि आज के सभी पांच संस्करणों को समान रूप से सत्य कहा जा सकता है। लेकिन कौन वास्तव में हमारे ब्रह्मांड का वर्णन करता है? यह स्ट्रिंग थ्योरी का एक और रहस्य है। यही कारण है कि कई भौतिकविदों ने फिर से "क्रेजी" सिद्धांत पर अपना हाथ लहराया।

लेकिन स्ट्रिंग्स की मुख्य समस्या, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, उनकी उपस्थिति को प्रयोगात्मक रूप से साबित करने की असंभवता (कम से कम अभी के लिए) है।

कुछ वैज्ञानिक, हालांकि, अभी भी कहते हैं कि अगली पीढ़ी के त्वरक पर अतिरिक्त आयामों की परिकल्पना का परीक्षण करने का एक बहुत ही न्यूनतम, लेकिन फिर भी अवसर है। हालांकि बहुमत, निश्चित रूप से, सुनिश्चित है कि यदि यह संभव है, तो, अफसोस, यह बहुत जल्द नहीं होना चाहिए - कम से कम दशकों में, अधिकतम के रूप में - यहां तक ​​​​कि सौ वर्षों में भी।