क्या आपने कभी सोचा है कि ब्रह्मांड एक सेलो की तरह है? यह सही है, यह 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 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।

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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 भौतिकीमान लिया गंभीर समस्याएंइसमें कुछ भी नहीं बचा था, 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 विकिरण की घटना को पूरी तरह से अवशोषित करता है, तरंग दैर्ध्य 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 दृश्यमान 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, पूरी तरह से काले शरीर की विशेष समस्या को हल करना संभव था। हालांकि, परिणाम क्वांटम परिकल्पनानियतिवाद के लिए 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 तक उबाल जाता है कि, पहले प्रचलित सभी बयानों के विपरीत, प्रकृति भविष्य के आधार पर भविष्य की भविष्यवाणी करने की हमारी क्षमता को सीमित करती है भौतिक नियम. बेशक, हम भविष्य और वर्तमान के बारे में बात कर रहे हैं। सबएटोमिक कण. 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। छोटे-छोटे कणों की दुनिया इतनी अशांत और समझ से बाहर है कि यह विरोधाभासी है व्यावहारिक बुद्धि. 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। अंतरिक्ष में किस बिंदु पर निश्चित रूप से यह बताने का कोई तरीका नहीं है इस पलयह या वह कण, 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 ही भौतिक विज्ञानी तरंग-कण द्वैत कहते हैं। क्वांटम यांत्रिकी.

विश्व की संरचना के स्तर: 1. स्थूल स्तर - पदार्थ
2. सूक्ष्म स्तर 3. परमाणु स्तर - प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन
4. उपपरमाण्विक स्तर - इलेक्ट्रॉन 5. उपपरमाण्विक स्तर - क्वार्क 6. स्ट्रिंग स्तर
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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, सुसंगत, सही, और अनुमानित सामान्य सापेक्षता सिद्धांत "निराला गुंडे" के साथ अपरिवर्तनीय संघर्ष में है - क्वांटम यांत्रिकी, और, परिणामस्वरूप, स्थूल जगत सूक्ष्म जगत के साथ "सामंजस्य" नहीं कर सकता है। यहीं से स्ट्रिंग थ्योरी आती है।

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सब कुछ का सिद्धांत

स्ट्रिंग सिद्धांत मूल रूप से दोनों को एक करने के लिए सभी भौतिकविदों के सपने का प्रतीक है असंगतसामान्य सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी के मित्र, 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 द्वारा समझाया जा सकता है। भौतिक सिद्धांत. 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 इसमें शामिल है रेडियोधर्मी क्षय. 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। ज़रिये सबसे जटिल गणितयह दिखाने में सफल रहा कि विद्युतचुंबकीय और कमजोर अंतःक्रियाएं होती हैं सामान्य प्रकृति, उन्हें एक एकल इलेक्ट्रोवीक में मिलाना। 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।

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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, 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। वेनेज़ियानो के आश्चर्य की कल्पना कीजिए जब उन्होंने यूलर समीकरण की खोज की, जो लंबे समय तकएक गणितीय जिज्ञासा से ज्यादा कुछ नहीं माना जाता है, इस मजबूत बातचीत का वर्णन करता है।

यह वास्तव में कैसा था? समीकरण शायद परिणाम है वर्षोंवेनेज़ियानो के काम, और मामले ने केवल स्ट्रिंग सिद्धांत की खोज की दिशा में पहला कदम उठाने में मदद की। यूलर समीकरण, चमत्कारिक ढंग सेएक नए जीवन पर मजबूत बातचीत की व्याख्या करते हुए।

अंत में, इसने एक युवा अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, लियोनार्ड सुस्किंड की नज़र को पकड़ा, जिन्होंने देखा कि सबसे पहले सूत्र में उन कणों का वर्णन किया गया था जिनके पास नहीं था आंतरिक ढांचाऔर कंपन कर सकता था। 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 एक वास्तविक था जऩ संखया विसफोट» प्राथमिक कण. पीएचडी छात्र भौतिक विश्वविद्यालयगलियारों के माध्यम से यह चिल्लाते हुए भागे कि वे खुल गए हैं नया कण, - 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। इनमें से जितने अधिक कण-वाहक - वही फोटोन जो पदार्थ के कणों द्वारा आदान-प्रदान किए जाते हैं, तेज रोशनी. 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।

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वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि अगर हम तुरंत बाद में तेजी से आगे बढ़ते हैं महा विस्फोट, जब ब्रह्मांड खरबों डिग्री अधिक गर्म था, ऐसे कण जो विद्युत चुंबकत्व ले जाते हैं और कमजोर बातचीतअविभाज्य हो जाते हैं और इलेक्ट्रोवीक नामक एक बल में एकजुट हो जाते हैं। 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 था एक बड़ी समस्या- इसमें सबसे अधिक शामिल नहीं था ज्ञात बलमैक्रो स्तर - गुरुत्वाकर्षण।

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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 टैचियन है - एक कण जो निर्वात में चलता है प्रकाश से तेज़. 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 मानते हुए कि तार अरबों और अरबों बार हैं एक परमाणु से कम, "स्ट्रिंगर्स" ने सिद्धांत की कमी को उसकी गरिमा 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, इस खोज के लिए भी विज्ञान समुदायबिल्कुल 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 (शीर्ष) और माइकल ग्रीन
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यह सोचने का क्या कारण है कि गुरुत्वाकर्षण क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का पालन करता है? 2011 में इन "आधार" की खोज के लिए सम्मानित किया गया नोबेल पुरुस्कारभौतिकी में। 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 की ऐसी "झिलमिलाहट" को "गुरुत्वाकर्षण-विरोधी" के अस्तित्व के लिए जिम्मेदार माना जाता है। काली ऊर्जाजो खाली जगह को भरता 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 ऊर्जा का वर्णन किया खाली जगह. 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 अभी भी मौजूद है, हालाँकि इसका घनत्व आइंस्टीन द्वारा सुझाए गए घनत्व से बहुत कम है (वैसे, डार्क एनर्जी डेंसिटी की समस्या इनमें से एक है) सबसे बड़ा रहस्य आधुनिक भौतिकी) लेकिन ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक का मान कितना भी छोटा क्यों न हो, यह सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त है कि क्वांटम प्रभावगुरुत्वाकर्षण में 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 को नजरअंदाज कर दिया जाता है, जब वैज्ञानिक समुदाय की प्रतिक्रिया विस्फोट हो जाती है। वैज्ञानिक दुनिया. 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 सिद्धांतब्रह्मांड 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 आकार में बड़ा कर दिया जाए सौर प्रणाली, स्ट्रिंग एक पेड़ के आकार की होगी। जिस तरह सेलो स्ट्रिंग के विभिन्न कंपनों को हम अलग-अलग संगीत नोट्स के रूप में सुनते हैं, विभिन्न तरीके(मोड) स्ट्रिंग के कंपन कणों को देते हैं अद्वितीय गुणमास, चार्ज, आदि 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। जब से प्राचीन ग्रीसभौतिक विज्ञानी इस तथ्य के आदी हैं कि इस दुनिया में सब कुछ गेंदों, छोटे कणों जैसी किसी चीज से बना 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, यहां तक ​​​​कि 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, बल्कि, कुछ और चाहिए - कुछ ऐसा जो लगता है कल्पित विज्ञान- अंतरिक्ष के अतिरिक्त आयामों के अस्तित्व की पुष्टि।

किस बारे मेँ प्रश्न में? 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 गुना 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।

इन रूपों में से प्रत्येक 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
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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 है जटिल आकार. और सब कुछ अकल्पनीय रूप से छोटा है।

ये छोटे आयाम हमारे को कैसे प्रभावित कर सकते हैं? बड़ा संसार? स्ट्रिंग सिद्धांत के अनुसार, निर्णायक: इसके लिए, सब कुछ रूप से निर्धारित होता है। जब आप सैक्सोफोन पर विभिन्न चाबियां बजाते हैं, तो आपको मिलता है और अलग-अलग आवाजें. ऐसा इसलिए है क्योंकि जब आप किसी विशेष कुंजी या चाबियों के संयोजन को दबाते हैं, तो आप संगीत वाद्ययंत्र में उस स्थान 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 थ्योरी पर विश्वास किया जाए, तो वास्तव में, अतिरिक्त आयामों के आकार एक जग 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 हमने ताकत बढ़ा दी विद्युत चुम्बकीय संपर्क. क्या हुआ? हम अचानक पा सकते हैं कि आयन मजबूत हो गए हैं एक दूसरे को पीछे हटाना, और थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन, जो सितारों को चमकाता है और गर्मी विकीर्ण करता है, अचानक खराब हो जाता 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 निर्धारित करते हैं सही मूल्य मौलिक स्थिरांक. 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 प्राप्त किया पतला दिखना, लेकिन इस स्मारक के भीतर भ्रम का राज था। कुछ ही वर्षों में, स्ट्रिंग थ्योरी के पाँच संस्करण सामने आए हैं। और यद्यपि उनमें से प्रत्येक स्ट्रिंग्स और अतिरिक्त आयामों पर बनाया गया है (सभी पांच संस्करण संयुक्त हैं सामान्य सिद्धांतसुपरस्ट्रिंग्स), इन संस्करणों में विवरण 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? ये है एक और पहेलीस्ट्रिंग सिद्धांत। यही कारण है कि कई भौतिकविदों ने फिर से "पागल" सिद्धांत पर अपना हाथ लहराया।

लेकिन सबसे मुखय परेशानीतार, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, असंभवता में (के अनुसार कम से कम, जबकि) प्रयोगात्मक रूप से अपनी उपस्थिति साबित करने के लिए।

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।

अंततः, सभी प्राथमिक कणों को सूक्ष्म बहुआयामी तारों के रूप में दर्शाया जा सकता है जिसमें विभिन्न हार्मोनिक्स के कंपन उत्तेजित होते हैं।

ध्यान दें, अपनी सीट बेल्ट को कस लें - और मैं आपको आज गंभीरता से चर्चा की गई वैज्ञानिक मंडलियों में से एक अजीब सिद्धांतों में से एक का वर्णन करने का प्रयास करूंगा, जो अंततः ब्रह्मांड की संरचना को अंतिम सुराग दे सकता है। यह सिद्धांत इतना बेतुका लगता है कि, संभवतः, यह सही है!

स्ट्रिंग थ्योरी के विभिन्न संस्करणों को आज एक व्यापक सार्वभौमिक सिद्धांत के शीर्षक के लिए मुख्य दावेदार के रूप में माना जाता है जो मौजूद हर चीज की प्रकृति की व्याख्या करता है। और यह प्राथमिक कणों और ब्रह्मांड विज्ञान के सिद्धांत में शामिल सैद्धांतिक भौतिकविदों का एक प्रकार का पवित्र कंघी बनानेवाले की रेती है। यूनिवर्सल थ्योरी (उर्फ। सब कुछ का सिद्धांत) में केवल कुछ समीकरण होते हैं जो मानव ज्ञान की समग्रता को परस्पर क्रिया की प्रकृति और पदार्थ के मूलभूत तत्वों के गुणों के बारे में जोड़ते हैं जिनसे ब्रह्मांड का निर्माण होता है। आज, स्ट्रिंग सिद्धांत को अवधारणा के साथ जोड़ दिया गया है सुपरसिमेट्री, जिसके परिणामस्वरूप जन्म सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत, और आज यह वह अधिकतम है जो सभी चार मुख्य अंतःक्रियाओं (प्रकृति में कार्य करने वाली शक्तियों) के सिद्धांत को एकीकृत करने के संदर्भ में प्राप्त किया गया है। सुपरसिमेट्री का सिद्धांत पहले से ही एक प्राथमिकता के आधार पर बनाया गया है आधुनिक अवधारणा, जिसके अनुसार किसी भी दूरस्थ (क्षेत्र) अंतःक्रिया का कारण परस्पर क्रिया करने वाले कणों के बीच संबंधित प्रकार की परस्पर क्रिया के कणों-वाहकों का आदान-प्रदान होता है ( से। मी।मानक मॉडल)। स्पष्टता के लिए, परस्पर क्रिया करने वाले कणों को ब्रह्मांड की "ईंटें" और कण-वाहक - सीमेंट माना जा सकता है।

के हिस्से के रूप में मानक मॉडलक्वार्क बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में कार्य करते हैं, और इंटरेक्शन कैरियर हैं गेज बोसोनजो ये क्वार्क आपस में विनिमय करते हैं। सुपरसिमेट्री का सिद्धांत और भी आगे जाता है और बताता है कि क्वार्क और लेप्टान स्वयं मौलिक नहीं हैं: वे सभी पदार्थ के भारी और प्रयोगात्मक रूप से अनदेखे संरचनाओं (ईंटों) से मिलकर बने होते हैं, जो सुपर-ऊर्जावान कणों के एक और भी मजबूत "सीमेंट" द्वारा एक साथ रखे जाते हैं- हैड्रोन और बोसॉन में क्वार्क की तुलना में अंतःक्रियाओं के वाहक। स्वाभाविक रूप से, सुपरसिमेट्री के सिद्धांत की किसी भी भविष्यवाणी को अभी तक प्रयोगशाला में सत्यापित नहीं किया गया है, लेकिन काल्पनिक छिपे हुए घटक भौतिक संसारपहले से ही नाम हैं, उदाहरण के लिए, सीलेक्ट्रोन(इलेक्ट्रॉन का सुपरसिमेट्रिक पार्टनर), स्क्वार्कआदि। हालांकि, इन कणों के अस्तित्व की भविष्यवाणी इस तरह के सिद्धांतों द्वारा स्पष्ट रूप से की जाती है।

हालाँकि, इन सिद्धांतों द्वारा प्रस्तुत ब्रह्मांड की तस्वीर की कल्पना करना काफी आसान है। लगभग 10 -35 मीटर के पैमाने पर, अर्थात्, एक ही प्रोटॉन के व्यास से छोटे परिमाण के 20 क्रम, जिसमें तीन बाध्य क्वार्क शामिल हैं, पदार्थ की संरचना प्राथमिक कणों के स्तर पर भी हमारे द्वारा उपयोग की जाने वाली चीज़ों से भिन्न होती है। . इतनी छोटी दूरी पर (और इतनी उच्च अंतःक्रियात्मक ऊर्जाओं पर कि यह अकल्पनीय है) पदार्थ क्षेत्र में खड़ी तरंगों की एक श्रृंखला में बदल जाता है, जैसे कि तारों में उत्साहित संगीत वाद्ययंत्र. गिटार स्ट्रिंग की तरह, ऐसी स्ट्रिंग में, मौलिक स्वर के अलावा, कई मकसदया हार्मोनिक्स।प्रत्येक हार्मोनिक का अपना होता है ऊर्जा अवस्था. इसके अनुसार सापेक्षता का सिद्धांत (से। मी।सापेक्षता का सिद्धांत), ऊर्जा और द्रव्यमान समतुल्य हैं, जिसका अर्थ है कि एक स्ट्रिंग के हार्मोनिक तरंग कंपन की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, उसकी ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी, और देखे गए कण का द्रव्यमान जितना अधिक होगा।

हालाँकि, यदि गिटार के तार में खड़ी लहर को काफी सरलता से देखा जाता है, खड़ी तरंगेंसुपरस्ट्रिंग्स के सिद्धांत द्वारा प्रस्तुत, कल्पना करना मुश्किल है - तथ्य यह है कि सुपरस्ट्रिंग्स के कंपन एक अंतरिक्ष में होते हैं जिसमें 11 आयाम होते हैं। हम एक चार-आयामी अंतरिक्ष के आदी हैं, जिसमें तीन स्थानिक और एक अस्थायी आयाम (बाएं-दाएं, ऊपर-नीचे, आगे-पिछड़े, भूत-भविष्य) शामिल हैं। सुपरस्ट्रिंग के क्षेत्र में, चीजें बहुत अधिक जटिल हैं (इनसेट देखें)। सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी "अतिरिक्त" स्थानिक आयामों की फिसलन समस्या को यह तर्क देकर हल करते हैं कि वे "छिपे हुए" हैं (या, वैज्ञानिक भाषाव्यक्त, "संकुचित") और इसलिए सामान्य ऊर्जाओं पर नहीं देखा जाता है।

हाल ही में, स्ट्रिंग सिद्धांत प्राप्त हुआ है आगामी विकाशजैसा बहुआयामी झिल्ली का सिद्धांत- वास्तव में, ये वही तार हैं, लेकिन सपाट हैं। जैसा कि इसके लेखकों में से एक ने लापरवाही से मजाक किया था, झिल्ली तारों से उसी तरह भिन्न होती है जैसे नूडल्स सेंवई से भिन्न होते हैं।

यह, शायद, एक सिद्धांत के बारे में संक्षेप में बताया जा सकता है, न कि बिना कारण के आज सभी बल अंतःक्रियाओं के महान एकीकरण का सार्वभौमिक सिद्धांत होने का दावा करना। काश, यह सिद्धांत पाप के बिना नहीं होता। सबसे पहले, इसे अभी तक सख्ती से नहीं लाया गया है गणितीय रूपइसे सख्त आंतरिक पत्राचार में लाने के लिए गणितीय तंत्र की अपर्याप्तता के कारण। इस सिद्धांत को अस्तित्व में आए 20 साल हो चुके हैं, और कोई भी इसके कुछ पहलुओं और संस्करणों को दूसरों के साथ लगातार सामंजस्य स्थापित करने में सक्षम नहीं है। इससे भी अधिक अप्रिय तथ्य यह है कि स्ट्रिंग्स (और, विशेष रूप से, सुपरस्ट्रिंग्स) के सिद्धांत का प्रस्ताव करने वाले किसी भी सिद्धांतकार ने अभी तक एक भी प्रयोग का प्रस्ताव नहीं दिया है, जिस पर इन सिद्धांतों का प्रयोगशाला में परीक्षण किया जा सके। काश, मुझे डर है कि जब तक वे ऐसा नहीं करते, तब तक उनका सारा काम एक विचित्र काल्पनिक खेल और प्राकृतिक विज्ञान की मुख्यधारा से बाहर गूढ़ ज्ञान को समझने की कवायद बनकर रह जाएगा।

यह सभी देखें:

1972	क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स

कितने आयाम हैं?

हम, आम लोगों के पास हमेशा तीन आयाम होते हैं। अनादि काल से हम वर्णन करने के आदी रहे हैं भौतिक दुनियाइस तरह के एक मामूली ढांचे के भीतर (एक कृपाण-दांतेदार बाघ 40 मीटर आगे, 11 मीटर दाईं ओर और 4 मीटर ऊपर - लड़ाई के लिए एक कोबलस्टोन!)। सापेक्षता के सिद्धांत ने हम में से अधिकांश को सिखाया है कि समय चौथे आयाम का सार है (कृपाण-दांतेदार बाघ यहाँ नहीं है - यह हमें यहाँ और अभी धमकी देता है!) और इसलिए, 20वीं शताब्दी के मध्य से, सिद्धांतकारों ने इस तथ्य के बारे में बात करना शुरू कर दिया कि वास्तव में और भी आयाम हैं - या तो 10, या 11, या 26। बेशक, बिना यह बताए कि हम क्यों, सामान्य लोग, हम उनका पालन नहीं करते, यह यहाँ नहीं कर सका। और फिर "कॉम्पैक्टिफिकेशन" की अवधारणा उत्पन्न हुई - आयामों का आसंजन या पतन।

बगीचे में पानी भरने वाली नली की कल्पना करें। करीब से, इसे एक सामान्य त्रि-आयामी वस्तु के रूप में माना जाता है। हालाँकि, पर्याप्त दूरी पर नली से दूर जाना आवश्यक है - और यह हमें एक आयामी रैखिक वस्तु के रूप में दिखाई देगा: हम बस इसकी मोटाई का अनुभव करना बंद कर देते हैं। यह वह प्रभाव है जिसे आमतौर पर एक आयाम के संघनन के रूप में जाना जाता है: इस मामले मेंनली की मोटाई "संकुचित" निकली - माप पैमाने का पैमाना बहुत छोटा है।

सिद्धांतकारों के अनुसार, वास्तव में मौजूदा अतिरिक्त आयाम हमारी प्रायोगिक धारणा के क्षेत्र से गायब हो जाते हैं, जो कि उप-परमाणु स्तर पर पदार्थ के गुणों की पर्याप्त व्याख्या के लिए आवश्यक हैं: वे एक पैमाने से शुरू होकर कॉम्पैक्ट हो जाते हैं लगभग 10 -35 मीटर, आधुनिक तरीकेअवलोकन और मापन उपकरणइतने छोटे पैमाने पर संरचनाओं का पता लगाने में असमर्थ। शायद यह बिल्कुल वैसा ही है, या शायद चीजें पूरी तरह से अलग हैं। जबकि इस तरह के कोई उपकरण और अवलोकन के तरीके नहीं हैं, उपरोक्त सभी तर्क और प्रतिवाद बेकार की अटकलों के स्तर पर रहेंगे।

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, नियतत्ववाद 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 लाइ 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 वैज्ञानिक मानते हैं कि आकाशगंगाओं के उत्कृष्ट नृत्य से लेकर उप-परमाणु कणों के उन्मत्त 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

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 /

वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि अगर हम बिग बैंग के ठीक बाद में 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 विलीन 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।

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 टैचियन है - एक कण जो निर्वात में प्रकाश की तुलना में 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।

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।

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 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, यहां तक ​​​​कि 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 गुना 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। इन रूपों में से प्रत्येक के अंदर, एक स्ट्रिंग कंपन करती है और चलती है - ब्रह्मांड का मुख्य घटक। प्रत्येक रूप छह-आयामी है - छह अतिरिक्त आयामों की संख्या के अनुसार /

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 संगीत वाद्ययंत्र में उस स्थान 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 थ्योरी पर विश्वास किया जाए, तो वास्तव में, अतिरिक्त आयामों के आकार एक जग 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 चमकाता 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।

स्ट्रिंग थ्योरी के विभिन्न संस्करणों को अब एक व्यापक सार्वभौमिक सिद्धांत के शीर्षक के लिए मुख्य दावेदार के रूप में माना जाता है जो मौजूद हर चीज की प्रकृति की व्याख्या करता है। और यह प्राथमिक कणों और ब्रह्मांड विज्ञान के सिद्धांत में शामिल सैद्धांतिक भौतिकविदों का एक प्रकार का पवित्र कंघी बनानेवाले की रेती है। सार्वभौमिक सिद्धांत (उर्फ द थ्योरी ऑफ एवरीथिंग) में केवल कुछ समीकरण होते हैं जो मानव ज्ञान की समग्रता को परस्पर क्रिया की प्रकृति और पदार्थ के मूलभूत तत्वों के गुणों के बारे में जोड़ते हैं जिनसे ब्रह्मांड का निर्माण होता है।

आज, स्ट्रिंग सिद्धांत को सुपरसिमेट्री की अवधारणा के साथ जोड़ा गया है, जिसके परिणामस्वरूप सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत का जन्म हुआ है, और आज यह अधिकतम है जो सभी चार मुख्य अंतःक्रियाओं (प्रकृति में अभिनय करने वाले बलों) के सिद्धांत को एकजुट करने के संदर्भ में हासिल किया गया है। सुपरसिमेट्री का सिद्धांत पहले से ही एक प्राथमिक आधुनिक अवधारणा के आधार पर बनाया गया है, जिसके अनुसार किसी भी दूरस्थ (क्षेत्र) की बातचीत कणों-वाहकों के आदान-प्रदान के कारण परस्पर क्रिया करने वाले कणों के बीच उपयुक्त प्रकार की बातचीत के कारण होती है। मानक मॉडल)। स्पष्टता के लिए, परस्पर क्रिया करने वाले कणों को ब्रह्मांड की "ईंटें" और वाहक कण - सीमेंट माना जा सकता है।

स्ट्रिंग सिद्धांत - दिशा गणितीय भौतिकी, जो भौतिकी की अधिकांश शाखाओं की तरह बिंदु कणों की गतिशीलता का अध्ययन नहीं करता है, लेकिन एक-आयामी विस्तारित वस्तुओं, यानी। तार।
मानक मॉडल के ढांचे के भीतर, क्वार्क बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में कार्य करते हैं, और गेज बोसॉन, जो ये क्वार्क एक दूसरे के साथ आदान-प्रदान करते हैं, इंटरेक्शन कैरियर्स के रूप में कार्य करते हैं। सुपरसिमेट्री का सिद्धांत और भी आगे जाता है और बताता है कि क्वार्क और लेप्टान स्वयं मौलिक नहीं हैं: वे सभी पदार्थ के भारी और प्रयोगात्मक रूप से अनदेखे संरचनाओं (ईंटों) से मिलकर बने होते हैं, जो सुपर-ऊर्जावान कणों के एक और भी मजबूत "सीमेंट" द्वारा एक साथ रखे जाते हैं- हैड्रोन और बोसॉन में क्वार्क की तुलना में अंतःक्रियाओं के वाहक।

स्वाभाविक रूप से, प्रयोगशाला स्थितियों में, सुपरसिमेट्री के सिद्धांत की कोई भी भविष्यवाणी अभी तक सत्यापित नहीं हुई है, हालांकि, भौतिक दुनिया के काल्पनिक छिपे हुए घटकों के नाम पहले से ही हैं - उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉन (इलेक्ट्रॉन का सुपरसिमेट्रिक पार्टनर), स्क्वार्क , आदि। इन कणों के अस्तित्व, हालांकि, इस तरह के सिद्धांतों की स्पष्ट रूप से भविष्यवाणी की गई है।

हालाँकि, इन सिद्धांतों द्वारा प्रस्तुत ब्रह्मांड की तस्वीर की कल्पना करना काफी आसान है। 10E-35 मीटर के क्रम के पैमाने पर, अर्थात्, एक ही प्रोटॉन के व्यास से छोटे परिमाण के 20 आदेश, जिसमें तीन बाध्य क्वार्क शामिल हैं, पदार्थ की संरचना उस चीज़ से भिन्न होती है जो हम प्राथमिक स्तर पर भी आदी हैं। कण। इतनी छोटी दूरी पर (और इतनी उच्च अंतःक्रियात्मक ऊर्जाओं पर कि यह अकल्पनीय है), पदार्थ क्षेत्र में खड़ी तरंगों की एक श्रृंखला में बदल जाता है, जो संगीत वाद्ययंत्रों के तार में उत्तेजित होते हैं। एक गिटार स्ट्रिंग की तरह, मौलिक स्वर के अलावा, इस तरह की स्ट्रिंग में कई ओवरटोन या हार्मोनिक्स को उत्तेजित किया जा सकता है। प्रत्येक हार्मोनिक की अपनी ऊर्जा अवस्था होती है। सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार (सापेक्षता का सिद्धांत देखें), ऊर्जा और द्रव्यमान समतुल्य हैं, जिसका अर्थ है कि एक स्ट्रिंग के हार्मोनिक तरंग कंपन की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, उसकी ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी, और देखे गए कण का द्रव्यमान जितना अधिक होगा।

हालांकि, अगर गिटार स्ट्रिंग में एक खड़ी लहर को काफी सरलता से देखा जाता है, तो सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत द्वारा प्रस्तावित स्थायी तरंगों को कल्पना करना मुश्किल होता है - तथ्य यह है कि सुपरस्ट्रिंग्स एक अंतरिक्ष में कंपन करती हैं जिसमें 11 आयाम होते हैं। हम एक चार-आयामी अंतरिक्ष के आदी हैं, जिसमें तीन स्थानिक और एक अस्थायी आयाम (बाएं-दाएं, ऊपर-नीचे, आगे-पिछड़े, भूत-भविष्य) शामिल हैं। सुपरस्ट्रिंग के क्षेत्र में, चीजें बहुत अधिक जटिल हैं (इनसेट देखें)। सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी "अतिरिक्त" स्थानिक आयामों की फिसलन समस्या को यह तर्क देकर प्राप्त करते हैं कि वे "छिपे हुए" (या, वैज्ञानिक शब्दों में, "संकुचित") हैं और इसलिए सामान्य ऊर्जा पर नहीं देखे जाते हैं।

हाल ही में, बहुआयामी झिल्लियों के सिद्धांत के रूप में स्ट्रिंग सिद्धांत को और विकसित किया गया है - वास्तव में, ये एक ही तार हैं, लेकिन सपाट हैं। जैसा कि इसके लेखकों में से एक ने लापरवाही से मजाक किया था, झिल्ली तारों से उसी तरह भिन्न होती है जैसे नूडल्स सेंवई से भिन्न होते हैं।

यह, शायद, एक सिद्धांत के बारे में संक्षेप में बताया जा सकता है, न कि बिना कारण के आज सभी बल अंतःक्रियाओं के महान एकीकरण का सार्वभौमिक सिद्धांत होने का दावा करना। काश, यह सिद्धांत पाप के बिना नहीं होता। सबसे पहले, इसे सख्त आंतरिक पत्राचार में लाने के लिए गणितीय उपकरण की अपर्याप्तता के कारण इसे अभी तक एक कठोर गणितीय रूप में नहीं लाया गया है। इस सिद्धांत को अस्तित्व में आए 20 साल हो चुके हैं, और कोई भी इसके कुछ पहलुओं और संस्करणों को दूसरों के साथ लगातार सामंजस्य स्थापित करने में सक्षम नहीं है। इससे भी अधिक अप्रिय तथ्य यह है कि स्ट्रिंग्स (और, विशेष रूप से, सुपरस्ट्रिंग्स) के सिद्धांत का प्रस्ताव करने वाले किसी भी सिद्धांतकार ने अभी तक एक भी प्रयोग का प्रस्ताव नहीं दिया है, जिस पर इन सिद्धांतों का प्रयोगशाला में परीक्षण किया जा सके। काश, मुझे डर है कि जब तक वे ऐसा नहीं करते, तब तक उनका सारा काम एक विचित्र काल्पनिक खेल और प्राकृतिक विज्ञान की मुख्यधारा से बाहर गूढ़ ज्ञान को समझने की कवायद बनकर रह जाएगा।

ब्लैक होल के गुणों का अध्ययन

1996 में, स्ट्रिंग सिद्धांतकार एंड्रयू स्ट्रोमिंगर और कमरुन वफ़ा, अधिक पर भरोसा करते हैं प्रारंभिक परिणामसुस्किंड और सेन ने "द माइक्रोस्कोपिक नेचर ऑफ बेकेनस्टीन एंड हॉकिंग्स एंट्रॉपी" प्रकाशित किया। इस काम में, स्ट्रोमिंगर और वफ़ा ब्लैक होल के एक निश्चित वर्ग के सूक्ष्म घटकों को खोजने के लिए स्ट्रिंग सिद्धांत का उपयोग करने में सक्षम थे, साथ ही एन्ट्रापी के लिए इन घटकों के योगदान की सही गणना करने में सक्षम थे। काम एक नई पद्धति के अनुप्रयोग पर आधारित था, आंशिक रूप से गड़बड़ी सिद्धांत के दायरे से परे, जिसका उपयोग 1980 और 1990 के दशक में किया गया था। काम का परिणाम बीस साल से अधिक पहले की गई बेकेंस्टीन और हॉकिंग की भविष्यवाणियों के साथ बिल्कुल मेल खाता था।

स्ट्रोमिंगर और वफ़ा ने ब्लैक होल के निर्माण की वास्तविक प्रक्रियाओं का विरोध किया रचनात्मक दृष्टिकोण. उन्होंने ब्लैक होल के गठन के दृष्टिकोण को यह दिखाते हुए बदल दिया कि दूसरी सुपरस्ट्रिंग क्रांति के दौरान खोजे गए ब्रैन्स के सटीक सेट को एक तंत्र में श्रमसाध्य रूप से इकट्ठा करके उनका निर्माण किया जा सकता है।

सूक्ष्म डिजाइन के सभी नियंत्रण हाथ में होने के कारण ब्लैक होल, स्ट्रोमिंगर और वफ़ा एक ब्लैक होल के सूक्ष्म घटकों के क्रमपरिवर्तन की संख्या की गणना करने में सक्षम थे जो सामान्य अवलोकन योग्य विशेषताओं, जैसे द्रव्यमान और आवेश को अपरिवर्तित छोड़ देते हैं। उसके बाद, उन्होंने ब्लैक होल के घटना क्षितिज के क्षेत्र के साथ परिणामी संख्या की तुलना की - बेकेंस्टीन और हॉकिंग द्वारा भविष्यवाणी की गई एन्ट्रापी - और सही समझौता पाया। कम से कम चरम ब्लैक होल के वर्ग के लिए, स्ट्रोमिंगर और वाफा सूक्ष्म घटकों के विश्लेषण और संबंधित एन्ट्रॉपी की सटीक गणना के लिए स्ट्रिंग सिद्धांत के एक आवेदन को खोजने में सक्षम थे। एक चौथाई सदी के लिए भौतिकविदों का सामना करने वाली समस्या हल हो गई थी।

कई सिद्धांतकारों के लिए, यह खोज महत्वपूर्ण थी और आश्वस्त करने वाला तर्कस्ट्रिंग सिद्धांत के समर्थन में। प्रायोगिक परिणामों के साथ प्रत्यक्ष और सटीक तुलना के लिए स्ट्रिंग सिद्धांत का विकास अभी भी बहुत कच्चा है, उदाहरण के लिए, क्वार्क या इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान के माप के परिणामों के साथ। हालाँकि, स्ट्रिंग सिद्धांत बहुत पहले पहला मौलिक औचित्य प्रदान करता है। सार्वजनिक संपत्तिब्लैक होल, यह समझाने की असंभवता जिसके साथ काम करने वाले भौतिकविदों के शोध में कई वर्षों तक बाधा उत्पन्न हुई पारंपरिक सिद्धांत. यहां तक ​​​​कि शेल्डन ग्लासो नोबेल पुरस्कार विजेताभौतिकी में और 1980 के दशक में स्ट्रिंग सिद्धांत के कट्टर विरोधी, ने 1997 में एक साक्षात्कार में स्वीकार किया कि "जब स्ट्रिंग सिद्धांतकार ब्लैक होल के बारे में बात करते हैं, तो वे लगभग देखने योग्य घटनाओं के बारे में बात कर रहे हैं, और यह प्रभावशाली है।"

स्ट्रिंग ब्रह्मांड विज्ञान

तीन मुख्य बिंदु हैं जिन पर स्ट्रिंग सिद्धांत मानक ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल को संशोधित करता है। सबसे पहले, आत्मा में समकालीन अनुसंधान, स्थिति को तेजी से स्पष्ट करते हुए, यह स्ट्रिंग सिद्धांत से निम्नानुसार है कि ब्रह्मांड में न्यूनतम होना चाहिए स्वीकार्य आकार. यह निष्कर्ष बिग बैंग के समय ब्रह्मांड की संरचना के विचार को तुरंत बदल देता है, जिसके लिए मानक मॉडल ब्रह्मांड का शून्य आकार देता है। दूसरे, टी-द्वैत की अवधारणा, अर्थात् छोटे और का द्वैत बड़ी त्रिज्या(उसके में निकट संबंधन्यूनतम आकार के अस्तित्व के साथ) स्ट्रिंग सिद्धांत में ब्रह्मांड विज्ञान में भी महत्वपूर्ण है। तीसरा, स्ट्रिंग सिद्धांत में अंतरिक्ष-समय आयामों की संख्या चार से अधिक है, इसलिए ब्रह्मांड विज्ञान को इन सभी आयामों के विकास का वर्णन करना चाहिए।

ब्रैंडेनबर्ग और वफ़ा का मॉडल

1980 के दशक के अंत में रॉबर्ट ब्रैंडेनबर्गर और कुमरुन वफ़ा ने पहला बनाया महत्वपूर्ण कदमयह समझने के लिए कि मानक के परिणामों में क्या परिवर्तन होते हैं ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडलस्ट्रिंग सिद्धांत का उपयोग करेंगे। वे दो के लिए आए महत्वपूर्ण निष्कर्ष. सबसे पहले, जब हम बिग बैंग के समय में वापस जाते हैं, तब तक तापमान बढ़ता रहता है जब तक कि सभी दिशाओं में ब्रह्मांड का आकार प्लैंक लंबाई के बराबर न हो जाए। इस बिंदु पर, तापमान अधिकतम तक पहुंच जाएगा और कम होना शुरू हो जाएगा। सहज स्तर पर, इस घटना के कारण को समझना मुश्किल नहीं है। सादगी के लिए मान लें (ब्रैंडेनबर्गर और वफ़ा का अनुसरण करते हुए) कि ब्रह्मांड के सभी स्थानिक आयाम चक्रीय हैं। जैसे-जैसे हम समय में पीछे की ओर बढ़ते हैं, प्रत्येक वृत्त की त्रिज्या सिकुड़ती जाती है और ब्रह्मांड का तापमान बढ़ता जाता है। हम स्ट्रिंग थ्योरी से जानते हैं कि पहले और फिर प्लैंक लंबाई के नीचे त्रिज्या को कम करना शारीरिक रूप से रेडी को प्लैंक लंबाई तक कम करने के बराबर है, इसके बाद उनकी वृद्धि होती है। चूंकि ब्रह्मांड के विस्तार के दौरान तापमान गिर जाता है, इसलिए ब्रह्मांड को प्लैंक लंबाई से छोटे आकार में संपीड़ित करने के असफल प्रयासों से तापमान में वृद्धि और इसकी और कमी हो जाएगी।

नतीजतन, ब्रैंडेनबर्गर और वफ़ा निम्नलिखित ब्रह्माण्ड संबंधी चित्र पर पहुंचे: सबसे पहले, स्ट्रिंग सिद्धांत में सभी स्थानिक आयामों को प्लैंक लंबाई के क्रम के न्यूनतम आयाम तक कसकर कुंडलित किया जाता है। तापमान और ऊर्जा उच्च हैं, लेकिन अनंत नहीं हैं: स्ट्रिंग सिद्धांत में आकार शून्य प्रारंभिक बिंदु के विरोधाभास हल हो गए हैं। पर प्रारंभिक क्षणब्रह्मांड का अस्तित्व, स्ट्रिंग सिद्धांत के सभी स्थानिक आयाम पूरी तरह से समान और पूरी तरह से सममित हैं: वे सभी प्लैंक आयामों के एक बहुआयामी गांठ में लुढ़क गए हैं। इसके अलावा, ब्रैंडेनबर्गर और वफ़ा के अनुसार, ब्रह्मांड समरूपता में कमी के पहले चरण से गुजरता है, जब प्लैंक समय पर तीन स्थानिक आयामों को बाद के विस्तार के लिए चुना जाता है, जबकि बाकी अपने मूल प्लैंक आकार को बनाए रखते हैं। इन तीन आयामों को तब परिदृश्य में आयामों के साथ पहचाना जाता है मुद्रास्फीतिकारी ब्रह्मांड विज्ञानऔर विकास की प्रक्रिया में अब देखने योग्य रूप लेते हैं।

मॉडल वेनेज़ियानो और गैस्परिनी

ब्रैंडेनबर्गर और वफ़ा के काम के बाद से, भौतिकविदों ने स्ट्रिंग ब्रह्मांड विज्ञान को समझने की दिशा में निरंतर प्रगति की है। इन अध्ययनों का नेतृत्व करने वालों में ट्यूरिन विश्वविद्यालय के गैब्रिएल वेनेज़ियानो और उनके सहयोगी मौरिज़ियो गैस्परिनी हैं। इन वैज्ञानिकों ने स्ट्रिंग कॉस्मोलॉजी का अपना संस्करण प्रस्तुत किया, जो कई जगहों पर ऊपर वर्णित परिदृश्य के संपर्क में है, लेकिन अन्य जगहों पर इससे मौलिक रूप से अलग है। ब्रैंडेनबर्गर और वफ़ा की तरह, मानक में उत्पन्न होने वाले अनंत तापमान और ऊर्जा घनत्व को बाहर करने के लिए और मुद्रास्फीति मॉडल, वे स्ट्रिंग सिद्धांत में न्यूनतम लंबाई के अस्तित्व पर निर्भर थे। हालांकि, यह निष्कर्ष निकालने के बजाय कि, इस संपत्ति के कारण, ब्रह्मांड प्लैंक आयामों की एक गांठ से पैदा हुआ है, गैस्परिनी और वेनेज़ियानो ने सुझाव दिया कि एक प्रागैतिहासिक ब्रह्मांड था जो उस क्षण से बहुत पहले उत्पन्न हुआ था जिसे कहा जाता है शून्य बिंदु, और प्लैंक आयामों के इस ब्रह्मांडीय "भ्रूण" को जन्म दिया।

ऐसे परिदृश्य में और बिग बैंग मॉडल में ब्रह्मांड की प्रारंभिक स्थिति बहुत अलग है। गैस्परिनी और वेनेज़ियानो के अनुसार, ब्रह्मांड आयामों की एक गर्म और कसकर मुड़ी हुई गेंद नहीं थी, बल्कि ठंडी थी और इसकी अनंत सीमा थी। फिर, स्ट्रिंग सिद्धांत के समीकरणों के अनुसार, अस्थिरता ने ब्रह्मांड पर आक्रमण किया, और इसके सभी बिंदु शुरू हुए, जैसे कि गुथ के अनुसार मुद्रास्फीति के युग में, तेजी से पक्षों में बिखरने के लिए।

गैस्पेरिनी और वेनेज़ियानो ने दिखाया कि इसके कारण, अंतरिक्ष अधिक से अधिक घुमावदार हो गया और परिणामस्वरूप तापमान और ऊर्जा घनत्व में तेज उछाल आया। थोड़ा समय बीत गया, और इनके अंदर एक त्रि-आयामी मिलीमीटर आकार का क्षेत्र अंतहीन विस्तारगुथ के अनुसार मुद्रास्फीति के विस्तार के दौरान बनने वाले स्थान के समान, एक लाल-गर्म और घने स्थान में परिवर्तित हो जाता है। तब सब कुछ बिग बैंग ब्रह्मांड विज्ञान के मानक परिदृश्य के अनुसार चला गया, और विस्तार स्थान अवलोकन योग्य ब्रह्मांड बन गया।

क्योंकि पूर्व-बिग बैंग युग ने अपने स्वयं के मुद्रास्फीति के विस्तार को देखा, क्षितिज विरोधाभास के लिए गुथ का समाधान स्वचालित रूप से इस ब्रह्माण्ड संबंधी परिदृश्य में बनाया गया है। वेनेज़ियानो (1998 के एक साक्षात्कार में) के शब्दों में, "स्ट्रिंग सिद्धांत हमें चांदी की थाली पर मुद्रास्फीतिकारी ब्रह्मांड विज्ञान के एक प्रकार के साथ प्रस्तुत करता है।"

स्ट्रिंग कॉस्मोलॉजी का अध्ययन तेजी से सक्रिय और उत्पादक अनुसंधान का क्षेत्र बनता जा रहा है। उदाहरण के लिए, बिग बैंग से पहले विकास का परिदृश्य एक से अधिक बार गर्म बहस का विषय रहा है, और भविष्य के ब्रह्माण्ड संबंधी सूत्रीकरण में इसका स्थान स्पष्ट नहीं है। हालांकि, इसमें कोई संदेह नहीं है कि यह ब्रह्माण्ड संबंधी सूत्रीकरण दूसरी सुपरस्ट्रिंग क्रांति के दौरान खोजे गए परिणामों की भौतिकविदों की समझ पर आधारित होगा। उदाहरण के लिए, बहुआयामी झिल्लियों के अस्तित्व के ब्रह्माण्ड संबंधी परिणाम अभी भी स्पष्ट नहीं हैं। दूसरे शब्दों में, पूर्ण एम-सिद्धांत के विश्लेषण के परिणामस्वरूप ब्रह्मांड के अस्तित्व के पहले क्षणों का विचार कैसे बदलेगा? इस मुद्दे पर गहन शोध किया जा रहा है।

विज्ञान एक विशाल क्षेत्र है और बड़ी राशिअनुसंधान और खोजों को दैनिक रूप से किया जाता है, जबकि यह ध्यान देने योग्य है कि कुछ सिद्धांत दिलचस्प लगते हैं, लेकिन साथ ही उनके पास वास्तविक प्रमाण नहीं होते हैं और, जैसा कि यह था, "हवा में लटका"।

स्ट्रिंग सिद्धांत क्या है?

भौतिक सिद्धांत जो कंपन के रूप में कणों का प्रतिनिधित्व करता है उसे स्ट्रिंग सिद्धांत कहा जाता है। इन तरंगों का केवल एक ही पैरामीटर है - देशांतर, और ऊँचाई और चौड़ाई गायब है। यह पता लगाने के लिए कि यह स्ट्रिंग सिद्धांत है, आपको उन मुख्य परिकल्पनाओं पर विचार करना चाहिए जिनका यह वर्णन करता है।

1. यह माना जाता है कि चारों ओर सब कुछ तंतु से बना है जो कंपन और ऊर्जा की झिल्लियों से बना है।
2. सामान्य सापेक्षता और क्वांटम भौतिकी को संयोजित करने का प्रयास करता है।
3. स्ट्रिंग सिद्धांत सब कुछ एकजुट करने का अवसर प्रदान करता है मौलिक बलब्रह्मांड।
4. के बीच एक सममित संबंध की भविष्यवाणी करता है अलग - अलग प्रकारकण: बोसॉन और फर्मियन।
5. ब्रह्मांड के उन आयामों का वर्णन करने और प्रस्तुत करने का मौका देता है जिन्हें पहले नहीं देखा गया है।

स्ट्रिंग सिद्धांत - इसकी खोज किसने की?

1. 1960 में पहली बार क्वांटम सिद्धांतहैड्रॉन भौतिकी में घटना की व्याख्या करने के लिए तार बनाए गए थे। उस समय, इसे जी। वेनेज़ियानो, एल। सुस्किंड, टी। गोटो और अन्य द्वारा विकसित किया गया था।
2. उन्होंने बताया कि स्ट्रिंग थ्योरी क्या है, वैज्ञानिक डी। श्वार्ट्ज, जे। शेर्क और टी। येने, क्योंकि उन्होंने बोसोनिक स्ट्रिंग्स की परिकल्पना विकसित की, और यह 10 साल बाद हुआ।
3. 1980 में, दो वैज्ञानिकों: एम। ग्रीन और डी। श्वार्ट्ज ने सुपरस्ट्रिंग के सिद्धांत की पहचान की, जिसमें अद्वितीय समरूपताएं थीं।
4. प्रस्तावित परिकल्पना का अध्ययन आज तक किया जा रहा है, लेकिन अभी तक इसे साबित करना संभव नहीं हो पाया है।

स्ट्रिंग थ्योरी - दर्शनशास्त्र

एक दार्शनिक दिशा है जिसका स्ट्रिंग सिद्धांत से संबंध है, और वे इसे एक सन्यासी कहते हैं। इसमें किसी भी मात्रा में जानकारी को संकुचित करने के लिए प्रतीकों का उपयोग शामिल है। दर्शन में मोनाड और स्ट्रिंग सिद्धांत विपरीत और द्वैत का उपयोग करते हैं। सबसे लोकप्रिय साधारण मोनाड प्रतीक यिन-यांग है। विशेषज्ञों ने सुझाव दिया कि स्ट्रिंग सिद्धांत को एक फ्लैट मोनैड के बजाय त्रि-आयामी पर चित्रित किया जाना चाहिए, और फिर स्ट्रिंग एक वास्तविकता होगी, भले ही वे लंबे और कम हों।

यदि एक वॉल्यूमेट्रिक मोनाड का उपयोग किया जाता है, तो यिन-यांग को विभाजित करने वाली रेखा एक विमान होगी, और एक बहुआयामी मोनाड का उपयोग करके, एक सर्पिल मात्रा प्राप्त की जाती है। जबकि दर्शनशास्त्र में बहुआयामी सन्यासी से संबंधित कोई कार्य नहीं है - यह भविष्य में अध्ययन के लिए एक क्षेत्र है। दार्शनिकों का मानना ​​​​है कि अनुभूति एक अंतहीन प्रक्रिया है और जब ब्रह्मांड का एक एकल मॉडल बनाने की कोशिश की जाती है, तो एक व्यक्ति एक से अधिक बार आश्चर्यचकित होगा और अपनी मूल अवधारणाओं को बदल देगा।

स्ट्रिंग थ्योरी की कमियां

चूंकि कई वैज्ञानिकों द्वारा प्रस्तावित परिकल्पना अपुष्ट है, यह काफी समझ में आता है कि कई समस्याएं हैं जो इसके शोधन की आवश्यकता को इंगित करती हैं।

1. स्ट्रिंग सिद्धांत की गलत धारणाएं हैं, उदाहरण के लिए, गणना करते समय इसकी खोज की गई थी नया प्रकारकण टैकियन हैं, लेकिन वे प्रकृति में मौजूद नहीं हो सकते, क्योंकि उनके द्रव्यमान का वर्ग शून्य से कम, और गति की गति और अधिक गतिस्वेता।
2. स्ट्रिंग सिद्धांत केवल दस-आयामी अंतरिक्ष में मौजूद हो सकता है, लेकिन फिर सवाल प्रासंगिक है - एक व्यक्ति अन्य आयामों को क्यों नहीं देखता है?

स्ट्रिंग सिद्धांत - सबूत

दो मुख्य भौतिक परिपाटी जिन पर वैज्ञानिक प्रमाणवास्तव में, एक दूसरे का विरोध करते हैं, क्योंकि वे सूक्ष्म स्तर पर ब्रह्मांड की संरचना को विभिन्न तरीकों से दर्शाते हैं। उन पर प्रयास करने के लिए, एक सिद्धांत प्रस्तावित किया गया था ब्रह्मांडीय तार. कई मायनों में, यह विश्वसनीय लगता है, और न केवल शब्दों में, बल्कि गणितीय गणनाओं में भी, लेकिन आज एक व्यक्ति के पास इसे व्यावहारिक रूप से साबित करने का अवसर नहीं है। यदि तार मौजूद हैं, तो वे सूक्ष्म स्तर पर हैं, और उन्हें पहचानने के लिए अभी तक कोई तकनीकी संभावना नहीं है।

स्ट्रिंग थ्योरी और भगवान

प्रसिद्ध सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी एम. काकू ने एक सिद्धांत प्रस्तावित किया जिसमें उन्होंने स्ट्रिंग परिकल्पना का उपयोग करके भगवान के अस्तित्व को साबित किया। वह इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि दुनिया में सब कुछ एक ही मन द्वारा स्थापित कुछ नियमों और नियमों के अनुसार संचालित होता है। काकू के अनुसार, स्ट्रिंग सिद्धांत और छिपे हुए आयामब्रह्मांड को एक समीकरण बनाने में मदद मिलेगी जो प्रकृति की सभी शक्तियों को एकजुट करती है और आपको ईश्वर के मन को समझने की अनुमति देती है। वह अपनी परिकल्पना को प्रकाश की तुलना में तेजी से चलने वाले टैचियन कणों पर केंद्रित करता है। यहां तक ​​कि आइंस्टीन ने भी कहा था कि अगर आपको ऐसे हिस्से मिल जाएं, तो समय को पीछे ले जाना संभव होगा।

प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित करने के बाद, काकू ने निष्कर्ष निकाला कि मानव जीवन स्थिर कानूनों द्वारा शासित होता है, और ब्रह्मांडीय दुर्घटनाओं का जवाब नहीं देता है। जीवन में एक स्ट्रिंग सिद्धांत है, और यह एक अज्ञात शक्ति से संबंधित है जो जीवन को नियंत्रित करती है और इसे संपूर्ण बनाती है। उनकी राय में, यह वही है। काकू को यकीन है कि ब्रह्मांड कंपन कर रहा है जो सर्वोच्च के मन से आता है।