ज्ञान की पारिस्थितिकी: सबसे बड़ी समस्यासैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी - सभी मूलभूत अंतःक्रियाओं (गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, कमजोर और मजबूत) को कैसे संयोजित करें एकीकृत सिद्धांत. सुपरस्ट्रिंग थ्योरी सिर्फ थ्योरी ऑफ एवरीथिंग होने का दावा करती है

तीन से दस तक गिनती

सैद्धांतिक भौतिकविदों के लिए सबसे बड़ी समस्या यह है कि सभी मूलभूत अंतःक्रियाओं (गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, कमजोर और मजबूत) को एक ही 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 (जिनमें से नौ स्थानिक हैं, और एक लौकिक है)! यदि अधिक या कम आयाम हैं, तो गणितीय समीकरण अपरिमेय परिणाम देते हैं जो अनंत तक जाते हैं - एक विलक्षणता।

सुपरस्ट्रिंग थ्योरी के विकास में अगला चरण - एम-थ्योरी - पहले से ही ग्यारह आयामों की गणना कर चुका है। और इसका एक और संस्करण - एफ-थ्योरी - सभी बारह। और यह बिल्कुल भी जटिल नहीं है। एफ-सिद्धांत 12-आयामी स्थान का अधिक वर्णन करता है सरल समीकरणएम-सिद्धांत की तुलना में - 11-आयामी।

निश्चित रूप से, सैद्धांतिक भौतिकीइसे किसी कारण से सैद्धांतिक कहा जाता है। उनकी अब तक की सारी उपलब्धियां केवल 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-यॉ स्थानों में। ये ऐसी त्रिविमीय आकृतियाँ हैं, जिनके भीतर अपने ही आयाम के साथ अपनी ही दुनिया है। इसी तरह के मैनिफोल्ड का द्वि-आयामी प्रक्षेपण कुछ इस तरह दिखता है:

470 मिलियन से अधिक ऐसी मूर्तियाँ ज्ञात हैं। उनमें से कौन सा हमारी वास्तविकता से मेल खाता है इस पलपरिकलित। सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी बनना आसान नहीं है।

हां, यह थोड़ा अटपटा जरूर लगता है। लेकिन शायद यह बताता है कि क्वांटम दुनिया हमारे अनुभव से इतनी अलग क्यों है।

अवधि, अवधि, अल्पविराम

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

आइए खंड के बगल में एक बिंदु रखें। इन दोनों वस्तुओं को फिट करने के लिए, हमें पहले से ही एक द्वि-आयामी स्थान की आवश्यकता है जिसमें लंबाई और चौड़ाई है, जो कि क्षेत्र है, लेकिन गहराई के बिना, अर्थात आयतन। इस क्षेत्र पर 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 के लिए इसकी 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, यहाँ 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 एक-दूसरे को द्वि-आयामी वस्तुओं के रूप में आंकने की अनुमति देता है।

और अब कल्पना करते हैं कि एक निश्चित त्रि-आयामी वस्तु तीसरे आयाम में चलती है, जो इस द्वि-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, द्वि-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 प्रकट होता है और अप्रत्याशित रूप से गायब भी होता है। द्वि-आयामी अंतरिक्ष के भौतिकी के नियमों का उपयोग करके ऐसी वस्तुओं की घटना की लंबाई और स्थान की गणना करने का प्रयास विफलता के लिए बर्बाद हो गया 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 भी द्वि-आयामी के रूप में देखेंगे, लेकिन यह होगा चमत्कारिक ढंग सेउसके या समय के साथ हमारे स्थान के आधार पर परिवर्तन।

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

यह दर्शाने की प्रथा है कि गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष-समय को कैसे मोड़ता है। वक्र... कहाँ? हमारे परिचित किसी भी आयाम में बिल्कुल नहीं। ए क्वांटम टनलिंग, अर्थात्, एक कण की एक स्थान पर गायब होने और एक पूरी तरह से अलग दिखाई देने 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? क्या होगा अगर ये सभी और अन्य रहस्य आधुनिक विज्ञानइस तथ्य से समझाया गया है कि अंतरिक्ष की ज्यामिति बिल्कुल वैसी नहीं है जैसा कि 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 यह भी सही समययह आयोजन।

हमारी धारणा के आधार पर, समय किरण के रूप में इतनी सीधी रेखा नहीं है। 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, ठीक उसी तरह जैसे लंच के समय एक ऑफिस क्लर्क के दृष्टिकोण से नाश्ता और रात का खाना मौजूद नहीं होता है।

लेकिन सापेक्षता का सिद्धांत इससे सहमत नहीं है। उनके दृष्टिकोण से, समय एक मूल्यवान आयाम है। सभी घटनाएँ जो अस्तित्व में हैं, मौजूद हैं और मौजूद रहेंगी, समान रूप से वास्तविक हैं, समुद्र तट जितना वास्तविक है, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि वास्तव में सर्फ की आवाज़ के सपने हमें आश्चर्य से कहाँ ले गए। हमारी धारणा 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 केवल एक प्रक्षेपण देखते हैं, समय के प्रत्येक क्षण में इस आयाम का एक टुकड़ा। हां, हां, एमआरआई मशीन में ब्रोकली की तरह।

अब तक, सभी सिद्धांतों के साथ काम किया है बड़ी राशिस्थानिक आयाम, और लौकिक हमेशा केवल 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 पाते, तब तक दो या दो से अधिक समय अंतरालों की परिकल्पना सभी दार्शनिकों और विज्ञान कथा लेखकों को बहुत आकर्षक लगेगी। हाँ, और भौतिक विज्ञानी, जो पहले से ही है। उदाहरण के लिए, अमेरिकी खगोल वैज्ञानिक इत्ज़ाक बार्स थ्योरी ऑफ़ एवरीथिंग के साथ सभी परेशानियों की जड़ को दूसरी बार के आयाम के रूप में देखते हैं, जिसे अनदेखा कर दिया गया है। जैसा मानसिक व्यायामआइए दो बार के साथ एक दुनिया की कल्पना करने की कोशिश करें।

प्रत्येक आयाम अलग-अलग मौजूद है। यह इस तथ्य में व्यक्त किया गया 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 एक 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 लम्बवत रखता था। एक वास्तविक तिपहिया, 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? यही है, जो एक साथ दो समय अक्षों के साथ विस्तारित होता है? यह संभावना है कि इस तरह की दुनिया को टाइम-मैपिंग विशेषज्ञों की आवश्यकता होगी, ठीक वैसे ही जैसे कार्टोग्राफर ग्लोब की द्वि-आयामी सतह का नक्शा बनाते हैं।

द्वि-आयामी स्थान 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 मोड़ना कैसा है। और यह क्या है - समय में एक कोण? इसके अलावा, में द्वि-आयामी स्थानआप आगे, पीछे या तिरछे यात्रा कर सकते हैं। मुझे नहीं पता कि समय के साथ तिरछे तरीके से जाना कैसा होता है। मैं इस तथ्य के बारे में बात नहीं कर रहा हूं कि समय कई भौतिक कानूनों को रेखांकित करता है, और यह कल्पना करना असंभव है कि समय के दूसरे आयाम के आगमन के साथ ब्रह्मांड की भौतिकी कैसे बदल जाएगी। लेकिन इसके बारे में सोचना कितना रोमांचक है!

बहुत बड़ा विश्वकोश

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

जैसा कि हमने पहले पाया, हम ब्रह्मांड के चौथे (लौकिक) आयाम का त्रि-आयामी प्रक्षेपण देखते हैं। दूसरे शब्दों में, हमारी दुनिया के अस्तित्व का हर पल बिग बैंग से दुनिया के अंत तक के समय अंतराल में एक बिंदु (शून्य आयाम के समान) है।

आप में से जिन लोगों ने समय यात्रा के बारे में पढ़ा है वे जानते हैं कि क्या है महत्वपूर्ण भूमिकाअंतरिक्ष-समय की वक्रता उनमें खेलती है। यह पाँचवाँ आयाम है - इसमें यह 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 "दो-आयामी" विमान में ले जाता है, जिसमें कोने को मोड़ने की क्षमता के रूप में सभी परिणाम होते हैं।

कुछ समय पहले, हमारे विशेष रूप से दार्शनिक रूप से दिमाग वाले पाठकों ने शायद उन स्थितियों 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: संभावनाएँ। भविष्य एक छड़ी नहीं, बल्कि एक पूरी झाडू है विकल्पघटनाओं का विकास। उनमें से कौन सा सच होगा - हम वहां पहुंचने पर पता लगाएंगे।

प्रत्येक संभावना पांचवें आयाम के "विमान" पर "एक आयामी" खंड के रूप में मौजूद है। एक सेगमेंट से दूसरे सेगमेंट में जाने का सबसे तेज़ तरीका क्या है? यह सही है - इस विमान को कागज की शीट की तरह मोड़ो। कहाँ झुकना है? और फिर, सही - छठे आयाम में, जो यह सब देता है जटिल संरचना"आयतन"। और इस तरह इसे पसंद करता है त्रि-आयामी स्थान, "समाप्त", एक नया बिंदु।

सातवाँ आयाम एक नई सीधी रेखा है, जिसमें छह-आयामी "अंक" होते हैं। इस रेखा पर कोई और 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 करता है। यानी सातवें आयाम से मोती है समानांतर दुनिया. 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 "शीट" शामिल हैं। यह भौतिकी के सभी नियमों और सभी प्रारंभिक स्थितियों के साथ सभी ब्रह्मांडों के सभी इतिहासों की समग्रता है। फिर से इशारा करें।

यहां हमने सीमा मार दी। दसवें आयाम की कल्पना करने के लिए हमें एक सीधी रेखा की आवश्यकता होती 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 जिसकी कल्पना भी नहीं की जा सकती है? यह पता चला है कि नौवां आयाम एक और प्रारंभिक बिंदु नहीं है, लेकिन अंतिम - हमारी कल्पना के लिए, किसी भी मामले में।

स्ट्रिंग सिद्धांत का दावा है कि यह दसवें आयाम में है कि तार, बुनियादी कण जो सब कुछ बनाते हैं, उनके कंपन बनाते हैं। यदि दसवें आयाम में सभी ब्रह्मांड और सभी संभावनाएं हैं, तो तार हर जगह और हर समय मौजूद रहते हैं। मेरा मतलब है, हर तार हमारे ब्रह्मांड में और हर दूसरे में मौजूद है। किसी भी समय। तुरंत। अच्छा, हाँ?प्रकाशित

मुख्य सवाल:

ब्रह्मांड के मूलभूत घटक क्या हैं - "पदार्थ की पहली ईंटें"? क्या ऐसे सिद्धांत हैं जो सभी बुनियादी भौतिक घटनाओं की व्याख्या कर सकते हैं?

प्रश्न: क्या यह वास्तविक है?

आज और निकट भविष्य में इतने छोटे पैमाने पर प्रत्यक्ष निरीक्षण संभव नहीं है। भौतिकी खोज में है, और चल रहे प्रयोग, उदाहरण के लिए, सुपरसिमेट्रिक कणों का पता लगाने या त्वरक में अतिरिक्त आयामों की खोज करने के लिए, यह संकेत दे सकता है कि स्ट्रिंग सिद्धांत सही रास्ते पर है।

स्ट्रिंग थ्योरी सब कुछ का सिद्धांत है या नहीं, यह हमें देता है अद्वितीय सेटउपकरण जो आपको वास्तविकता की गहरी संरचनाओं में देखने की अनुमति देते हैं।

स्ट्रिंग सिद्धांत

स्थूल और सूक्ष्म

ब्रह्मांड का वर्णन करते समय, भौतिकी इसे दो प्रतीत होने वाले असंगत हिस्सों में विभाजित करती है - क्वांटम सूक्ष्म जगत, और स्थूल जगत, जिसके भीतर गुरुत्वाकर्षण का वर्णन किया गया है।

स्ट्रिंग थ्योरी इन हिस्सों को "थ्योरी ऑफ़ एवरीथिंग" में संयोजित करने का एक विवादास्पद प्रयास है।

कण और परस्पर क्रिया

संसार दो प्रकार से बना है प्राथमिक कण- फर्मियंस और बोसोन। फ़र्मियन सभी अवलोकन योग्य पदार्थ हैं, और बोसोन चार ज्ञात मूलभूत अंतःक्रियाओं के वाहक हैं: कमजोर, विद्युत चुम्बकीय, मजबूत और गुरुत्वाकर्षण। मानक मॉडल नामक एक सिद्धांत के भीतर, भौतिकविदों ने तीन मौलिक बलों का वर्णन और परीक्षण करने में कामयाबी हासिल की है, लेकिन सबसे कमजोर, गुरुत्वाकर्षण। आज तक, मानक मॉडल हमारी दुनिया का सबसे सटीक और प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि किया गया मॉडल है।

स्ट्रिंग थ्योरी की आवश्यकता क्यों है

मानक मॉडल में गुरुत्वाकर्षण शामिल नहीं है, यह ब्लैक होल और बिग बैंग के केंद्र का वर्णन नहीं कर सकता है, और कुछ प्रयोगों के परिणामों की व्याख्या नहीं करता है। स्ट्रिंग सिद्धांत इन समस्याओं को हल करने का एक प्रयास है और प्राथमिक कणों को छोटे कंपन तारों के साथ बदलकर पदार्थ और अन्योन्यक्रियाओं को एकीकृत करता है।

स्ट्रिंग सिद्धांत इस विचार पर आधारित है कि सभी प्राथमिक कणों को एक प्राथमिक "पहली ईंट" - एक स्ट्रिंग के रूप में दर्शाया जा सकता है। तार कंपन कर सकते हैं और अलग फैशनबड़ी दूरी पर इस तरह के उतार-चढ़ाव हमें विभिन्न प्राथमिक कणों की तरह दिखेंगे। कंपन का एक तरीका स्ट्रिंग को फोटॉन जैसा बना देगा, दूसरा इसे इलेक्ट्रॉन जैसा बना देगा।

यहां तक ​​​​कि एक ऐसा माध्यम भी है जो गुरुत्वाकर्षण के संपर्क के वाहक का वर्णन करता है - ग्रेविटॉन! स्ट्रिंग थ्योरी के संस्करण दो प्रकार के स्ट्रिंग्स का वर्णन करते हैं: खुला (1) और बंद (2)। खुले तार के दो सिरे होते हैं (3) झिल्ली जैसी संरचनाओं पर स्थित होते हैं जिन्हें डी-ब्रेन कहा जाता है, और उनकी गतिकी चार में से तीन का वर्णन करती है मौलिक बातचीत- गुरुत्वाकर्षण को छोड़कर सब कुछ।

बंद तार लूप के समान होते हैं, वे डी-ब्रेन्स से बंधे नहीं होते हैं - यह बंद तारों के कंपन मोड होते हैं जो एक द्रव्यमान रहित ग्रेविटॉन द्वारा दर्शाए जाते हैं। एक खुली स्ट्रिंग के सिरे जुड़ सकते हैं, एक बंद स्ट्रिंग का निर्माण कर सकते हैं, जो बदले में, टूट सकता है, एक खुले में बदल सकता है, या एक साथ आ सकता है और दो बंद तारों में विभाजित हो सकता है (5) - इस प्रकार स्ट्रिंग थ्योरी में गुरुत्वाकर्षण बातचीतअन्य सभी के साथ जुड़ जाता है

स्ट्रिंग्स उन सभी वस्तुओं में सबसे छोटी हैं जिन पर भौतिकी काम करती है। ऊपर दी गई तस्वीर में दिखाई गई वस्तुओं की आकार सीमा V परिमाण के 34 क्रमों तक फैली हुई है - यदि एक परमाणु सौर मंडल के आकार का होता, तो एक तार का आकार एक परमाणु नाभिक से थोड़ा बड़ा हो सकता था।

अतिरिक्त माप

लगातार स्ट्रिंग सिद्धांत केवल उच्च-आयामी स्थान में ही संभव हैं, जहां परिचित 4 अंतरिक्ष-समय आयामों के अलावा, 6 अतिरिक्त आयामों की आवश्यकता होती है। सिद्धांतकारों का मानना ​​​​है कि इन अतिरिक्त आयामों को अगोचर रूप से छोटे रूपों - कैलाबी-यौ रिक्त स्थान में जोड़ दिया गया है। स्ट्रिंग थ्योरी की समस्याओं में से एक यह है कि कैलाबी-याउ कनवल्शन (कॉम्पैक्टिफिकेशन) के लगभग अनंत संस्करण हैं जो हमें किसी भी दुनिया का वर्णन करने की अनुमति देते हैं, और अब तक क्यूई कॉम्पैक्टिफिकेशन के संस्करण को खोजने का कोई तरीका नहीं है जो हमें उसका वर्णन करने की अनुमति दें जो हम चारों ओर देखते हैं।

सुपरसिमेट्री

स्ट्रिंग थ्योरी के अधिकांश संस्करणों में सुपरसिमेट्री की अवधारणा की आवश्यकता होती है, जो इस विचार पर आधारित है कि फ़र्मियन (पदार्थ) और बोसोन (इंटरैक्शन) एक ही वस्तु की अभिव्यक्तियाँ हैं, और एक दूसरे में बदल सकते हैं।

सब कुछ का सिद्धांत?

सुपरसिममेट्री को स्ट्रिंग थ्योरी में 5 अलग-अलग तरीकों से शामिल किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप 5 अलग-अलग प्रकार के स्ट्रिंग थ्योरी होते हैं, जिसका अर्थ है कि स्ट्रिंग थ्योरी स्वयं "सब कुछ का सिद्धांत" होने का दावा नहीं कर सकती है। ये सभी पांच प्रकार गणितीय परिवर्तनों से जुड़े हुए हैं जिन्हें द्वैत कहा जाता है, और इससे यह समझ पैदा हुई है कि ये सभी प्रकार कुछ अधिक सामान्य के पहलू हैं। यह अधिक सामान्य सिद्धांतएम-थ्योरी कहा जाता है।

स्ट्रिंग थ्योरी के 5 अलग-अलग फॉर्मूले ज्ञात हैं, लेकिन करीब से जांच करने पर पता चलता है कि वे सभी एक अधिक सामान्य सिद्धांत की अभिव्यक्ति हैं

सापेक्षता का सिद्धांत ब्रह्मांड को "सपाट" के रूप में दर्शाता है, लेकिन क्वांटम यांत्रिकी का कहना है कि सूक्ष्म स्तर पर एक अनंत गति होती है जो अंतरिक्ष को मोड़ती है। स्ट्रिंग सिद्धांत इन विचारों को जोड़ता है और सबसे पतले एक-आयामी तारों के मिलन के परिणामस्वरूप माइक्रोपार्टिकल्स को प्रस्तुत करता है, जो बिंदु माइक्रोपार्टिकल्स की तरह दिखाई देगा, इसलिए, प्रयोगात्मक रूप से नहीं देखा जा सकता है।

यह परिकल्पना हमें प्राथमिक कणों की कल्पना करने की अनुमति देती है जो अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक फाइबर से परमाणु बनाते हैं जिन्हें तार कहा जाता है।

प्राथमिक कणों के सभी गुणों की व्याख्या की गई है गुंजयमान दोलनवे रेशे जो उन्हें बनाते हैं। ये फाइबर बना सकते हैं अनंत सेटकंपन विकल्प। इस सिद्धांत में विचारों का एकीकरण शामिल है क्वांटम यांत्रिकीऔर सापेक्षता का सिद्धांत। लेकिन इसके अंतर्निहित विचारों की पुष्टि करने में कई समस्याओं की उपस्थिति के कारण के सबसेआधुनिक वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि प्रस्तावित विचार सबसे सामान्य गाली-गलौज से ज्यादा कुछ नहीं हैं, या दूसरे शब्दों में, डमी के लिए स्ट्रिंग सिद्धांत, यानी उन लोगों के लिए जो विज्ञान और उनके आसपास की दुनिया की संरचना से पूरी तरह अनजान हैं।

अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक फाइबर के गुण

उनके सार को समझने के लिए, आप संगीत वाद्ययंत्रों के तार की कल्पना कर सकते हैं - वे कंपन कर सकते हैं, मोड़ सकते हैं, मोड़ सकते हैं। इन धागों के साथ भी यही होता है, जो कुछ कंपन उत्सर्जित करते हैं, एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, छोरों में मुड़ते हैं और बड़े कणों (इलेक्ट्रॉनों, क्वार्क) का निर्माण करते हैं, जिसका द्रव्यमान तंतुओं की कंपन आवृत्ति और उनके तनाव पर निर्भर करता है - ये संकेतक निर्धारित करते हैं तार की ऊर्जा। विकीर्ण ऊर्जा जितनी अधिक होगी, प्राथमिक कण का द्रव्यमान उतना ही अधिक होगा।

मुद्रास्फीति सिद्धांत और तार

मुद्रास्फीति की परिकल्पना के अनुसार, ब्रह्मांड का निर्माण सूक्ष्म स्थान के विस्तार, एक तार के आकार (प्लैंक लंबाई) के कारण हुआ था। जैसे-जैसे यह क्षेत्र बढ़ता गया, तथाकथित अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक तंतु भी खिंचते गए, अब उनकी लंबाई ब्रह्मांड के आकार के अनुरूप है। वे एक दूसरे के साथ एक ही तरह से बातचीत करते हैं और समान कंपन और दोलन उत्पन्न करते हैं। ऐसा लगता है कि वे जो प्रभाव पैदा करते हैं गुरुत्वाकर्षण लेंसजो दूर की आकाशगंगाओं से प्रकाश की किरणों को विकृत करते हैं। ए पिचिंगगुरुत्वाकर्षण विकिरण उत्पन्न करें।

गणितीय विफलता और अन्य समस्याएं

समस्याओं में से एक सिद्धांत की गणितीय असंगति है - इसका अध्ययन करने वाले भौतिकविदों के पास इसे पूर्ण रूप में लाने के लिए पर्याप्त सूत्र नहीं हैं। और दूसरा वह है यह सिद्धांतउनका मानना ​​है कि 10 आयाम हैं, लेकिन हम केवल 4 - ऊंचाई, चौड़ाई, लंबाई और समय को महसूस करते हैं। वैज्ञानिकों का सुझाव है कि शेष 6 एक मुड़ी हुई अवस्था में हैं, जिसकी उपस्थिति वास्तविक समय में महसूस नहीं की जा सकती है। एक समस्या अक्षमता भी है प्रयोगात्मक पुष्टियह सिद्धांत, लेकिन कोई भी इसका खंडन नहीं कर सकता है।

बेशक, ब्रह्मांड के तार शायद ही उन लोगों के समान हों जिनकी हम कल्पना करते हैं। स्ट्रिंग थ्योरी में, वे ऊर्जा के अविश्वसनीय रूप से छोटे कंपन तंतु हैं। ये धागे बल्कि छोटे "इलास्टिक बैंड" की तरह होते हैं जो हर तरह से झूल सकते हैं, खिंच सकते हैं और सिकुड़ सकते हैं। यह सब, 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 "थ्रेड्स" से बना है।

भौतिकी विवाद

19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, भौतिकविदों को यह लगने लगा था कि अब उनके विज्ञान में कुछ भी गंभीर नहीं खोजा जा सकता है। शास्त्रीय भौतिकीउनका मानना ​​था कि इसमें कोई गंभीर समस्या नहीं बची है, और दुनिया की पूरी संरचना एक पूरी तरह से सुव्यवस्थित और अनुमानित मशीन की तरह दिखती है। 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 पूरी तरह से तरंग दैर्ध्य - एनएस की परवाह किए बिना उस पर विकिरण की घटना को अवशोषित करता है)।

गणनाओं से पता चला कि किसी भी बिल्कुल काले शरीर की कुल विकिरण ऊर्जा असीम रूप से बड़ी होनी चाहिए। ऐसी स्पष्ट असावधानी से बचने के लिए, जर्मन वैज्ञानिक मैक्स प्लैंक ने 1900 में सुझाव दिया कि दृश्यमान प्रकाश, एक्स-रे और अन्य विद्युतचुम्बकीय तरंगेंऊर्जा के कुछ असतत भागों द्वारा ही उत्सर्जित किया जा सकता है, जिसे उन्होंने क्वांटा कहा। उनकी मदद से, पूरी तरह से काले शरीर की विशेष समस्या को हल करना संभव हो गया। हालाँकि, परिणाम क्वांटम परिकल्पनानियतत्ववाद 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 पर उबलता है कि, पहले प्रचलित सभी कथनों के विपरीत, प्रकृति भौतिक कानूनों के आधार पर भविष्य की भविष्यवाणी करने की हमारी क्षमता को सीमित करती है। बेशक, हम भविष्य और वर्तमान के बारे में बात कर रहे हैं। सबएटोमिक कण. यह पता चला कि वे हमारे आसपास के स्थूल जगत में किसी भी अन्य चीजों की तुलना में पूरी तरह से अलग व्यवहार करते हैं। उप-परमाण्विक 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 विरोधाभासी है व्यावहारिक बुद्धि. अंतरिक्ष और समय इसमें इतने उलझे हुए और आपस में जुड़े हुए हैं कि बाएँ और दाएँ, ऊपर और नीचे, और यहाँ तक कि पहले और बाद की कोई सामान्य अवधारणाएँ नहीं हैं।

निश्चित रूप से यह कहने का कोई तरीका नहीं है कि अंतरिक्ष में किस विशेष बिंदु पर यह या वह कण किसी दिए गए क्षण में स्थित है, और इसकी गति का क्षण क्या है। अंतरिक्ष-समय के कई क्षेत्रों में एक कण के पाए जाने की केवल एक निश्चित संभावना है। उप-परमाण्विक स्तर पर कण अंतरिक्ष के ऊपर "धब्बेदार" प्रतीत होते हैं। इतना ही नहीं, कणों की "स्थिति" स्वयं परिभाषित नहीं होती है: कुछ मामलों में वे तरंगों की तरह व्यवहार करते हैं, दूसरों में वे कणों के गुण प्रदर्शित करते हैं। इसे ही भौतिक विज्ञानी क्वांटम यांत्रिकी का तरंग-कण द्वैत कहते हैं।

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 /© 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 खींचा जा सकता है। वे अंतरिक्ष-समय की विकृति पैदा करते हैं - जिसे हम गुरुत्वाकर्षण के रूप में अनुभव करते हैं। कहने की आवश्यकता नहीं है, सापेक्षता का सुसंगत, सही और पूर्वानुमेय सामान्य सिद्धांत "निराला गुंडे" के साथ अघुलनशील संघर्ष में है - क्वांटम यांत्रिकी, और, परिणामस्वरूप, स्थूल जगत सूक्ष्म जगत के साथ "सामंजस्य" नहीं कर सकता। यहीं पर स्ट्रिंग थ्योरी आती है।

2डी ब्रह्मांड। E8 बहुफलक ग्राफ /©जॉन स्टेमब्रिज/एटलस ऑफ़ लाई ग्रुप्स प्रोजेक्ट

सब कुछ का सिद्धांत

स्ट्रिंग सिद्धांत सभी भौतिकविदों के सपने को मूल रूप से दो को एकजुट करने का प्रतीक है असंगतसामान्य सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी के दोस्त, एक सपना जो महान "जिप्सी और आवारा" अल्बर्ट आइंस्टीन को अपने दिनों के अंत तक परेशान करता था।

कई वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि आकाशगंगाओं के उत्कृष्ट नृत्य से लेकर उप-परमाण्विक कणों के उन्मत्त नृत्य तक सब कुछ अंततः केवल एक मौलिक द्वारा समझाया जा सकता है। भौतिक सिद्धांत. शायद एक ऐसा नियम भी 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 - गुरुत्वाकर्षण का वर्णन करती है। क्वांटम यांत्रिकी तीन अन्य बलों का वर्णन करती है: मजबूत परमाणु बल, जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ परमाणुओं, विद्युत चुंबकत्व और कमजोर बल में शामिल करता है। रेडियोधर्मी क्षय. ब्रह्मांड में कोई भी घटना, एक परमाणु के आयनीकरण से लेकर एक तारे के जन्म तक, इन चार बलों के माध्यम से पदार्थ की परस्पर क्रियाओं द्वारा वर्णित है।

का उपयोग करके सबसे जटिल गणितयह दिखाने में सफल रहे कि विद्युत चुम्बकीय और कमजोर परस्पर क्रियाएं होती हैं सामान्य प्रकृति, उन्हें एक ही इलेक्ट्रोवीक में मिलाकर। इसके बाद, उनमें मजबूत परमाणु संपर्क जोड़ा गया - लेकिन गुरुत्वाकर्षण उन्हें किसी भी तरह से शामिल नहीं करता है। स्ट्रिंग थ्योरी 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 "थ्योरी ऑफ एवरीथिंग" भी कहा जाता है।

शुरुआत में एक मिथक था

अब तक, सभी भौतिक विज्ञानी स्ट्रिंग थ्योरी को लेकर उत्साहित नहीं हैं। और इसकी उपस्थिति के भोर में, यह वास्तविकता से असीम रूप से दूर प्रतीत हुआ। उसका जन्म ही एक किंवदंती है।

1960 के दशक के उत्तरार्ध में, एक युवा इतालवी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, गेब्रियल वेनेज़ियानो, ऐसे समीकरणों की तलाश कर रहे 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, एक बार उन्हें गणित के इतिहास पर एक धूल भरी किताब मिली, जिसमें उन्हें 200 साल पुराना एक फंक्शन मिला, जिसे पहली बार स्विस गणितज्ञ लियोनहार्ड यूलर ने रिकॉर्ड किया था। वेनेज़ियानो के आश्चर्य की कल्पना कीजिए जब उन्होंने पाया कि यूलर कार्य करता है, जो कब कागणितीय जिज्ञासा से ज्यादा कुछ नहीं माना जाता है, इस मजबूत बातचीत का वर्णन करता है।

यह वास्तव में कैसा था? सूत्र शायद परिणाम है लंबे वर्षों के लिएवेनेज़ियानो का काम, और मामले ने केवल स्ट्रिंग सिद्धांत की खोज की दिशा में पहला कदम उठाने में मदद की। यूलर समारोह, चमत्कारिक ढंग सेमजबूत बातचीत की व्याख्या करते हुए, एक नया जीवन पाया है।

अंत में, इसने एक युवा अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, लियोनार्ड सस्किंड की नज़र को पकड़ा, जिन्होंने देखा कि पहली जगह में सूत्र उन कणों का वर्णन करता है जिनके पास नहीं था आंतरिक संरचनाऔर कंपन कर सकता था। इन कणों ने इस तरह से व्यवहार किया कि वे बिंदु कण नहीं हो सकते थे। सुस्किंड समझ गया - सूत्र एक धागे का वर्णन करता है जो लोचदार बैंड की तरह होता है। वह न केवल खिंचाव और सिकुड़ सकती थी, बल्कि दोलन, छटपटा भी सकती थी। अपनी खोज का वर्णन करने के बाद, ससाइंड ने स्ट्रिंग्स के क्रांतिकारी विचार का परिचय दिया।

दुर्भाग्य से, उनके सहयोगियों के भारी बहुमत 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 टक्करों के परिणामों का अध्ययन कर रहे हैं। यह पता चला कि ब्रह्मांड जितना सोचा जा सकता है उससे कहीं अधिक समृद्ध है। यह एक वास्तविक था जनसंख्या विस्फोट» प्राथमिक कण। पीएचडी छात्र भौतिक विश्वविद्यालयोंगलियारों के माध्यम से चिल्लाते हुए भाग गया कि वे खुल गए थे नया कण, - उन्हें नामित करने के लिए पर्याप्त पत्र भी नहीं थे। लेकिन, अफसोस, नए कणों के "प्रसूति अस्पताल" में, वैज्ञानिक इस सवाल का जवाब नहीं खोज सके - 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 कार्य करने वाली शक्तियों को भी कणों का उपयोग करके समझाया जा सकता है। अर्थात् पदार्थ के कण हैं, और परस्पर क्रिया के कण-वाहक हैं। उदाहरण के लिए, एक फोटॉन है - प्रकाश का एक कण। इनमें से जितने अधिक कण-वाहक हैं - उतने ही फोटॉन जिनका पदार्थ के कणों द्वारा आदान-प्रदान होता है, द उज्जवल प्रकाश. वैज्ञानिकों ने भविष्यवाणी की है कि वाहक कणों का यह विशेष आदान-प्रदान उससे ज्यादा कुछ नहीं है जिसे हम बल के रूप में देखते हैं। प्रयोगों द्वारा इसकी पुष्टि की गई। इसलिए भौतिक विज्ञानी आइंस्टीन के सेना में शामिल होने के सपने के करीब पहुंचने में कामयाब रहे।

में विभिन्न कणों के बीच सहभागिता मानक मॉडल /

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि अगर हम बिग बैंग के ठीक बाद तेजी से आगे बढ़ते हैं, जब ब्रह्मांड खरबों डिग्री अधिक गर्म था, ऐसे कण जो विद्युत चुंबकत्व ले जाते हैं और कमजोर अंतःक्रियाअप्रभेद्य हो जाते हैं और एक बल में एकजुट हो जाते हैं जिसे इलेक्ट्रोवीक कहा जाता है। और अगर हम समय में और भी पीछे 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 परस्पर क्रिया करते हैं। और उसने इसे खूबसूरती से और लगातार समझाया। अंतःक्रियाओं की इस सामंजस्यपूर्ण तस्वीर को मानक मॉडल कहा गया। लेकिन, अफसोस, इस आदर्श सिद्धांत में भी एक बड़ी समस्या थी - इसमें स्थूल स्तर की सबसे प्रसिद्ध शक्ति - गुरुत्वाकर्षण शामिल नहीं थी।

गुरुत्वाकर्षण

स्ट्रिंग थ्योरी के लिए, जिसके पास "खिलने" का समय नहीं था, "शरद ऋतु" आ गई, इसमें 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, मौजूद नहीं था। यह तथाकथित टैचियन है - एक कण जो एक निर्वात में चलता है प्रकाश की तुलना में तेज़. अन्य बातों के अलावा, यह पता चला कि सिद्धांत को 10 आयामों की आवश्यकता है। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि भौतिकविदों के लिए यह बहुत शर्मनाक था, क्योंकि यह स्पष्ट रूप से हम जो देखते हैं उससे कहीं अधिक है।

1973 तक, केवल कुछ युवा भौतिक विज्ञानी स्ट्रिंग थ्योरी 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 थ्योरी के समीकरण, अन्य बातों के अलावा, गुरुत्वाकर्षण का वर्णन करते हैं? हालांकि, इसने सिद्धांत के मुख्य "नायकों" के आयामों का संशोधन किया - 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 रहस्यमय कण से छुटकारा पाने के लिए लगातार कोशिश की थी, वह अब गुरुत्वाकर्षण के रूप में काम कर रहा है - एक ऐसा कण जिसे लंबे समय से खोजा जा रहा था और जो गुरुत्वाकर्षण को स्थानांतरित करने की अनुमति देगा क्वांटम स्तर. इस प्रकार स्ट्रिंग थ्योरी ने पहेली में गुरुत्वाकर्षण जोड़ा है, जो मानक मॉडल से गायब है। लेकिन, अफसोस, इस खोज के लिए भी विज्ञान समुदायबिल्कुल प्रतिक्रिया नहीं की। स्ट्रिंग सिद्धांत अस्तित्व के कगार पर रहा। लेकिन इसने श्वार्ट्ज को नहीं रोका। केवल एक वैज्ञानिक जो रहस्यमय तारों की खातिर अपने करियर को जोखिम में डालने को तैयार था, उसकी खोज में शामिल होना चाहता था - माइकल ग्रीन।

उपपरमाण्विक घोंसला बनाने वाली 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 की ठान ली। और उनके प्रयास व्यर्थ नहीं थे: वैज्ञानिक सिद्धांत के कुछ विरोधाभासों को खत्म करने में कामयाब रहे। पहले से ही इस तथ्य के अभ्यस्त इन दोनों के विस्मय की कल्पना कीजिए कि जब वैज्ञानिक समुदाय की प्रतिक्रिया में विस्फोट हुआ तो उनके सिद्धांत को नजरअंदाज कर दिया गया वैज्ञानिक दुनिया. एक वर्ष से भी कम समय में, स्ट्रिंग सिद्धांतकारों की संख्या बढ़कर सैकड़ों हो 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 अवयव 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 और भी छोटे कणों से बने होते हैं। लेकिन स्ट्रिंग थ्योरी कहती है कि यह क्वार्क के साथ समाप्त नहीं होती है। क्वार्क ऊर्जा के छोटे रेंगने वाले तंतुओं से बने होते हैं जो तार के समान होते हैं। इनमें से प्रत्येक तार अकल्पनीय रूप से छोटा है।

इतना छोटा कि यदि परमाणु के आकार को बड़ा कर दिया जाए सौर परिवारस्ट्रिंग एक पेड़ के आकार की होगी। जिस तरह एक सेलो स्ट्रिंग के अलग-अलग कंपन अलग-अलग संगीत नोटों के रूप में हम जो सुनते हैं, उसे बनाते हैं। विभिन्न तरीके(मोड) स्ट्रिंग के कंपन कणों को उनके देते हैं अद्वितीय गुणद्रव्यमान, आवेश आदि। क्या आप जानते हैं कि, तुलनात्मक रूप से कहें तो, आपके नाखून की नोक में प्रोटॉन ग्रेविटॉन से कैसे भिन्न होते हैं जो अभी तक खोजे नहीं गए हैं? बस छोटे तारों का सेट जो उन्हें बनाते हैं और वे तार कैसे कंपन करते हैं।

बेशक, यह सब आश्चर्यजनक से अधिक है। जमाने से ही प्राचीन ग्रीसभौतिक विज्ञानी इस तथ्य के आदी हैं कि इस दुनिया में सब कुछ गेंदों, छोटे कणों की तरह होता है। और अब, इन गेंदों के अतार्किक व्यवहार के अभ्यस्त होने का समय नहीं होने के कारण, जो क्वांटम यांत्रिकी से अनुसरण करते हैं, उन्हें प्रतिमान को पूरी तरह से 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 जीत कहते हैं, फिर भी कुछ समस्याएं अभी भी बनी हुई हैं - विशेष रूप से, निकट भविष्य में इसे प्रयोगात्मक रूप से परखने के किसी भी अवसर की कमी। दुनिया में एक भी उपकरण, या तो मौजूदा या परिप्रेक्ष्य में दिखने में सक्षम नहीं है, तार को "देखने" में सक्षम नहीं है। इसलिए, कुछ वैज्ञानिक, यहां तक ​​\u200b\u200bकि सवाल भी पूछते हैं: क्या स्ट्रिंग सिद्धांत भौतिकी या दर्शन का सिद्धांत है? स्ट्रिंग थ्योरी को साबित करने के लिए, बल्कि, कुछ और की आवश्यकता होती है - ऐसा कुछ 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 चलिए क्रम से शुरू करते हैं।

वास्तव में, अन्य आयामों के अस्तित्व का विचार लगभग सौ साल पहले उत्पन्न हुआ था। यह 1919 में तत्कालीन अज्ञात जर्मन गणितज्ञ थियोडोर कलुट्ज़ के दिमाग में आया। उन्होंने हमारे ब्रह्मांड में एक और आयाम की उपस्थिति की संभावना का सुझाव दिया जिसे हम नहीं देखते हैं। अल्बर्ट आइंस्टीन ने इस विचार के बारे में सुना, और सबसे पहले उन्हें यह बहुत पसंद आया। हालांकि, बाद में, उन्होंने इसकी शुद्धता पर संदेह किया और कलुज़ा के प्रकाशन में दो साल तक की देरी की। अंततः, हालांकि, लेख फिर भी प्रकाशित हुआ था, 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 स्पेस-टाइम मापों की विकृति है। कलुजा ने सुझाव दिया कि विद्युत चुंबकत्व तरंग भी हो सकता है। हम इसे क्यों नहीं देखते हैं? कलुज़ा को इस प्रश्न का उत्तर मिला - विद्युत चुंबकत्व के तरंग एक अतिरिक्त में मौजूद हो सकते हैं, छिपा हुआ आयाम. लेकिन यह कहाँ है?

इस प्रश्न का उत्तर स्वीडिश भौतिक विज्ञानी ऑस्कर क्लेन ने दिया था, जिन्होंने सुझाव दिया था कि कलुज़ा का पाँचवाँ आयाम एक परमाणु के आकार से अरबों गुना बड़ा है, इसलिए हम इसे नहीं देख सकते। 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 तार कंपन करता है और चलता है - ब्रह्मांड का मुख्य घटक। प्रत्येक रूप छह आयामी है - छह अतिरिक्त आयामों की संख्या के अनुसार /

दस आयाम

लेकिन वास्तव में, स्ट्रिंग थ्योरी के समीकरणों के लिए एक 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 मुड़ी हुई 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 थ्योरी के अनुसार, निर्णायक: इसके लिए, सब कुछ रूप से निर्धारित होता है। जब आप सैक्सोफोन पर अलग-अलग चाबियां बजाते हैं, तो आपको और मिलता है विभिन्न ध्वनियाँ. ऐसा इसलिए है क्योंकि जब आप एक या दूसरी कुंजी या उनके संयोजन को दबाते हैं, तो आप अंतरिक्ष के आकार को बदल देते हैं संगीत के उपकरणजहां हवा का संचार होता है। इस वजह से तरह-तरह की आवाजें पैदा होती हैं।

स्ट्रिंग थ्योरी बताती है कि अंतरिक्ष के अतिरिक्त मुड़े हुए 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 स्ट्रिंग को इसके रूपों के कारण अलग-अलग तरीके से कंपन करने का कारण बनता है। आखिरकार, यदि हम मानते हैं, उदाहरण के लिए, कि एक तार एक जग के अंदर कंपन करता है, और दूसरा घुमावदार पोस्ट हॉर्न के अंदर, ये पूरी तरह से अलग कंपन होंगे। हालांकि, अगर स्ट्रिंग थ्योरी की माने तो वास्तव में अतिरिक्त आयामों के आकार जार की तुलना में कहीं अधिक जटिल दिखते हैं।

दुनिया कैसे काम करती है

विज्ञान आज संख्याओं के एक समूह को जानता है जो ब्रह्मांड के मूलभूत स्थिरांक हैं। वे हमारे चारों ओर सब कुछ के गुणों और विशेषताओं का निर्धारण करते हैं। ऐसे स्थिरांकों में, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉन आवेश, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक, निर्वात में प्रकाश की गति... और यदि हम इन संख्याओं को कम संख्या में भी बदलते हैं, तो परिणाम भयावह होंगे। मान लीजिए हमने ताकत बढ़ाई विद्युत चुम्बकीय बातचीत. क्या हुआ? हम अचानक पा सकते हैं कि आयन मजबूत हो गए हैं और एक दूसरे को पीछे हटाते हैं थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन, जो तारों को चमकाता है और गर्मी विकीर्ण करता है, अचानक खराब हो गया। सारे सितारे निकल जाएंगे।

लेकिन इसके अतिरिक्त आयामों के साथ स्ट्रिंग थ्योरी 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 प्रकार 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 चीज़ों" में निहित है - ये छोटे रूप हैं जो इस दुनिया के सभी मूलभूत स्थिरांक निर्धारित करते हैं।

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत

1980 के दशक के मध्य में, स्ट्रिंग सिद्धांत ने एक राजसी और प्राप्त किया पतला देखो, लेकिन इस स्मारक के भीतर भ्रम की स्थिति बनी रही। 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 सुपरस्ट्रिंग के सामान्य सिद्धांत - एनएस में एकजुट हैं), इन संस्करणों में विवरण में काफी भिन्नता है।

तो, कुछ संस्करणों में, तार के खुले सिरे थे, दूसरों में वे छल्ले की तरह दिखते थे। और कुछ संस्करणों में, सिद्धांत को भी 10 नहीं, बल्कि 26 मापों की आवश्यकता थी। विरोधाभास यह है कि आज सभी पाँच संस्करणों को समान रूप से सत्य कहा जा सकता है। लेकिन कौन सा 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 सबसे ज्यादा 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 बहुत कम, लेकिन फिर भी, अतिरिक्त आयामों की परिकल्पना का परीक्षण करने का अवसर है। हालांकि बहुमत, निश्चित रूप से, यह सुनिश्चित है कि यदि यह संभव है, तो, अफसोस, यह बहुत जल्द नहीं होना चाहिए - कम से कम दशकों में, अधिकतम के रूप में - सौ वर्षों में भी।

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत, लोकप्रिय भाषा में, ब्रह्मांड को ऊर्जा के कंपन तंतुओं के संग्रह के रूप में दर्शाता है - तार। वे प्रकृति के आधार हैं। परिकल्पना अन्य तत्वों - ब्रैन्स का भी वर्णन करती है। हमारी दुनिया में सभी पदार्थ तारों और शाखाओं के कंपन से बने हैं। सिद्धांत का एक स्वाभाविक परिणाम गुरुत्वाकर्षण का वर्णन है। इसलिए वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि यह गुरुत्वाकर्षण को अन्य बलों के साथ एकीकृत करने की कुंजी रखता है।

अवधारणा विकसित हो रही है

लिखित एकीकृत क्षेत्र, सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत, विशुद्ध रूप से गणितीय है। सभी भौतिक अवधारणाओं की तरह, यह उन समीकरणों पर आधारित है जिनकी एक निश्चित तरीके से व्याख्या की जा सकती है।

आज कोई नहीं जानता कि इस सिद्धांत का अंतिम संस्करण क्या होगा। विद्वानों के पास इसका एक अस्पष्ट विचार है सामान्य तत्व, लेकिन कोई भी अभी तक एक अंतिम समीकरण के साथ नहीं आया है जो सभी सुपरस्ट्रिंग सिद्धांतों को कवर करेगा, और अब तक प्रयोगात्मक रूप से इसकी पुष्टि करना संभव नहीं हो पाया है (हालांकि इसे अस्वीकार करने के लिए भी नहीं)। भौतिकविदों ने समीकरण के सरलीकृत संस्करण बनाए हैं, लेकिन अभी तक यह हमारे ब्रह्मांड का पूरी तरह से वर्णन नहीं करता है।

शुरुआती के लिए सुपरस्ट्रिंग थ्योरी

परिकल्पना पाँच प्रमुख विचारों पर आधारित है।

1. सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि हमारी दुनिया में सभी वस्तुएं कंपन तंतुओं और ऊर्जा की झिल्लियों से बनी हैं।
2. यह सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत (गुरुत्वाकर्षण) के साथ गठबंधन करने की कोशिश करता है क्वांटम भौतिकी.
3. सुपरस्ट्रिंग थ्योरी सब कुछ एक कर देगी मौलिक बलब्रह्मांड।
4. यह परिकल्पना भविष्यवाणी करती है नया कनेक्शन, सुपरसममेट्री, दो मूलभूत रूप से विभिन्न प्रकार केकण, बोसोन और फ़र्मियन।
5. अवधारणा ब्रह्मांड के कई अतिरिक्त, आमतौर पर अप्राप्य आयामों का वर्णन करती है।

स्ट्रिंग्स और ब्रेन्स

1970 के दशक में जब सिद्धांत उत्पन्न हुआ, तो उसमें ऊर्जा के धागों को 1-आयामी वस्तु - तार माना गया। शब्द "एक-आयामी" कहता है कि स्ट्रिंग में केवल 1 आयाम है, लंबाई, विपरीत, उदाहरण के लिए, एक वर्ग, जिसमें लंबाई और ऊंचाई दोनों होती है।

सिद्धांत इन सुपरस्ट्रिंग्स को दो प्रकारों में विभाजित करता है - बंद और खुला। एक खुली स्ट्रिंग के सिरे होते हैं जो एक दूसरे को स्पर्श नहीं करते हैं, जबकि एक बंद स्ट्रिंग एक लूप है जिसमें कोई खुला सिरा नहीं होता है। नतीजतन, यह पाया गया कि ये तार, जिन्हें पहले प्रकार के तार कहा जाता है, 5 मुख्य प्रकार के इंटरैक्शन के अधीन हैं।

इंटरेक्शन एक स्ट्रिंग को जोड़ने और उसके सिरों को अलग करने की क्षमता पर आधारित होते हैं। क्योंकि समाप्त होता है खुले तारबंद स्ट्रिंग्स बनाने के लिए गठबंधन कर सकते हैं, आप एक सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत का निर्माण नहीं कर सकते हैं जिसमें लूप्ड स्ट्रिंग्स शामिल नहीं हैं।

यह महत्वपूर्ण साबित हुआ, क्योंकि बंद तारों में ऐसे गुण होते हैं, भौतिकविदों का मानना ​​है, जो गुरुत्वाकर्षण का वर्णन कर सकते हैं। दूसरे शब्दों में, वैज्ञानिकों ने महसूस किया कि पदार्थ के कणों की व्याख्या करने के बजाय, सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत उनके व्यवहार और गुरुत्वाकर्षण का वर्णन कर सकता है।

कई सालों बाद, यह पता चला कि स्ट्रिंग्स के अलावा, सिद्धांत के लिए अन्य तत्व आवश्यक हैं। उन्हें चादरें, या ब्रैंस के रूप में सोचा जा सकता है। तार उनमें से एक या दोनों तरफ से जुड़े हो सकते हैं।

क्वांटम गुरुत्वाकर्षण

आधुनिक भौतिकी के दो मुख्य हैं वैज्ञानिक कानून: सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत (जीआर) और क्वांटम। वे बिल्कुल प्रतिनिधित्व करते हैं अलग - अलग क्षेत्रविज्ञान। क्वांटम भौतिकी सबसे छोटे प्राकृतिक कणों का अध्ययन करती है, जबकि सामान्य सापेक्षता, एक नियम के रूप में, ग्रहों, आकाशगंगाओं और ब्रह्मांड के पैमाने पर प्रकृति का वर्णन करती है। वे परिकल्पनाएँ जो उन्हें एक करने का प्रयास करती हैं, सिद्धांत कहलाती हैं। क्वांटम गुरुत्वाकर्षण. उनमें से सबसे होनहार आज स्ट्रिंग है।

बंद धागे गुरुत्वाकर्षण के व्यवहार के अनुरूप हैं। विशेष रूप से, उनके पास गुरुत्वाकर्षण के गुण होते हैं, एक कण जो वस्तुओं के बीच गुरुत्वाकर्षण रखता है।

बलों से जुड़ रहे हैं

स्ट्रिंग सिद्धांत चार बलों - विद्युत चुम्बकीय, मजबूत और कमजोर परमाणु बलों और गुरुत्वाकर्षण - को एक में मिलाने का प्रयास करता है। हमारी दुनिया में, वे खुद को चार अलग-अलग घटनाओं के रूप में प्रकट करते हैं, लेकिन स्ट्रिंग सिद्धांतकारों का मानना ​​है कि शुरुआती ब्रह्मांड में, जब वे अविश्वसनीय थे ऊंची स्तरोंऊर्जा, इन सभी बलों को एक दूसरे के साथ बातचीत करने वाले तार द्वारा वर्णित किया गया है।

सुपरसिमेट्री

ब्रह्माण्ड के सभी कणों को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: बोसोन और फ़र्मियन। स्ट्रिंग सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि दोनों के बीच एक संबंध है जिसे सुपरसिमेट्री कहा जाता है। सुपरसिमेट्री में, प्रत्येक बोसोन के लिए एक फर्मियन होना चाहिए, और प्रत्येक फर्मियन के लिए एक बोसॉन होना चाहिए। दुर्भाग्य से, ऐसे कणों के अस्तित्व की प्रायोगिक रूप से पुष्टि नहीं की गई है।

सुपरसिमेट्री है गणितीय निर्भरतातत्वों के बीच भौतिक समीकरण. यह भौतिकी के एक अन्य क्षेत्र में खोजा गया था, और इसके आवेदन के कारण 1970 के दशक के मध्य में सुपरसिमेट्रिक स्ट्रिंग थ्योरी (या सुपरस्ट्रिंग थ्योरी, लोकप्रिय बोलचाल में) का नाम बदल गया।

सुपरसिमेट्री का एक फायदा यह है कि यह कुछ चरों को समाप्त करने की अनुमति देकर समीकरणों को बहुत सरल करता है। सुपरसममेट्री के बिना, समीकरण भौतिक विरोधाभासों जैसे अनंत मूल्यों और काल्पनिक को जन्म देते हैं

चूंकि वैज्ञानिकों ने सुपरसिमेट्री द्वारा भविष्यवाणी किए गए कणों का अवलोकन नहीं किया है, यह अभी भी एक परिकल्पना है। कई भौतिकविदों का मानना ​​है कि इसका कारण ऊर्जा की एक महत्वपूर्ण मात्रा की आवश्यकता है, जो प्रसिद्ध आइंस्टीन समीकरण E = mc2 द्वारा द्रव्यमान से संबंधित है। ये कण प्रारंभिक ब्रह्मांड में मौजूद हो सकते थे, लेकिन जैसे-जैसे यह ठंडा हुआ और बिग बैंग के बाद ऊर्जा का विस्तार हुआ, ये कण निम्न ऊर्जा स्तरों में चले गए।

दूसरे शब्दों में, उच्च-ऊर्जा कणों के रूप में कंपन करने वाले तारों ने अपनी ऊर्जा खो दी, जिससे वे कम कंपन वाले तत्वों में बदल गए।

वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि खगोलीय अवलोकन या कण त्वरक के साथ प्रयोग कुछ उच्च-ऊर्जा सुपरसिमेट्रिक तत्वों को प्रकट करके सिद्धांत की पुष्टि करेंगे।

अतिरिक्त माप

स्ट्रिंग सिद्धांत का एक और गणितीय परिणाम यह है कि यह तीन से अधिक आयामों वाली दुनिया में समझ में आता है। इसके लिए वर्तमान में दो स्पष्टीकरण हैं:

1. अतिरिक्त आयाम (उनमें से छह) ध्वस्त हो गए, या, स्ट्रिंग थ्योरी की शब्दावली में, एक अविश्वसनीय रूप से छोटे आकार के लिए संकुचित हो गए, जिसे कभी भी नहीं देखा जाएगा।
2. हम एक 3डी शाखा में फंस गए हैं, और अन्य आयाम इससे आगे बढ़ गए हैं और हमारे लिए दुर्गम हैं।

सिद्धांतकारों के बीच अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है गणित मॉडलिंगये अतिरिक्त निर्देशांक हमारे से कैसे संबंधित हो सकते हैं। नवीनतम परिणामभविष्यवाणी करते हैं कि वैज्ञानिक जल्द ही आगामी प्रयोगों में इन अतिरिक्त आयामों (यदि वे मौजूद हैं) का पता लगाने में सक्षम होंगे, क्योंकि वे पहले की अपेक्षा से बड़े हो सकते हैं।

उद्देश्य समझ

सुपरस्ट्रिंग की खोज करते समय वैज्ञानिक जिस लक्ष्य के लिए प्रयास कर रहे हैं, वह है "सब कुछ का सिद्धांत", यानी एक एकल भौतिक परिकल्पना जो है मौलिक स्तरसंपूर्ण का वर्णन करता है भौतिक वास्तविकता. सफल होने पर यह हमारे ब्रह्मांड की संरचना के बारे में कई सवालों को स्पष्ट कर सकता है।

पदार्थ और द्रव्यमान की व्याख्या

मुख्य कार्यों में से एक समकालीन अनुसंधान- वास्तविक कणों के लिए समाधान खोजें।

स्ट्रिंग सिद्धांत की शुरुआत एक अवधारणा के रूप में हुई जो एक स्ट्रिंग के विभिन्न उच्च कंपन अवस्थाओं में हैड्रोन जैसे कणों का वर्णन करती है। अधिकांश आधुनिक सूत्रीकरण, हमारे ब्रह्माण्ड में देखा गया मामला तारों और निम्नतम-ऊर्जा शाखाओं के कंपन का परिणाम है। अधिक के साथ कंपन उच्च-ऊर्जा कण उत्पन्न करते हैं जो वर्तमान में हमारी दुनिया में मौजूद नहीं हैं।

इनका द्रव्यमान इस बात का प्रकटीकरण है कि कैसे तार और ब्रैंस को कॉम्पैक्ट किए गए अतिरिक्त आयामों में लपेटा जाता है। उदाहरण के लिए, एक सरलीकृत मामले में जहां उन्हें डोनट आकार में मोड़ा जाता है, जिसे गणितज्ञ और भौतिकविद टोरस कहते हैं, एक डोरी इस आकृति को दो तरह से लपेट सकती है:

• टोरस के बीच से एक छोटा लूप;
• टोरस की संपूर्ण बाहरी परिधि के चारों ओर एक लंबा लूप।

एक छोटा लूप एक हल्का कण होगा, और एक बड़ा लूप भारी होगा। जब तारों को टोरॉयडल कॉम्पैक्टिफाइड आयामों के चारों ओर लपेटा जाता है, तो विभिन्न द्रव्यमान वाले नए तत्व बनते हैं।

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत संक्षेप में और स्पष्ट रूप से, सरल और सुरुचिपूर्ण ढंग से लंबाई के द्रव्यमान में परिवर्तन की व्याख्या करता है। यहाँ मुड़े हुए आयाम टोरस की तुलना में बहुत अधिक जटिल हैं, लेकिन सिद्धांत रूप में वे उसी तरह काम करते हैं।

यह भी संभव है, हालांकि यह कल्पना करना मुश्किल है, कि स्ट्रिंग एक ही समय में दो दिशाओं में टोरस के चारों ओर लपेटती है, जिसके परिणामस्वरूप एक अलग द्रव्यमान वाला एक अलग कण होता है। ब्रान अतिरिक्त आयामों को भी लपेट सकते हैं, और भी अधिक संभावनाएं पैदा कर सकते हैं।

अंतरिक्ष और समय की परिभाषा

सुपरस्ट्रिंग थ्योरी के कई संस्करणों में, आयाम ढह जाते हैं, जिससे वे अप्राप्य हो जाते हैं आधुनिक स्तरप्रौद्योगिकी विकास।

वर्तमान में यह स्पष्ट नहीं है कि स्ट्रिंग सिद्धांत अंतरिक्ष और समय की मौलिक प्रकृति की व्याख्या आइंस्टीन की तुलना में किसी भी अधिक कर सकता है या नहीं। इसमें, माप तार की बातचीत के लिए पृष्ठभूमि हैं और इसका कोई स्वतंत्र वास्तविक अर्थ नहीं है।

व्युत्पन्न के रूप में अंतरिक्ष-समय के प्रतिनिधित्व के संबंध में स्पष्टीकरण की पेशकश की गई है, पूरी तरह से विकसित नहीं हुई है कुल राशिसभी स्ट्रिंग इंटरैक्शन।

यह दृष्टिकोण कुछ भौतिकविदों के विचारों से मेल नहीं खाता, जिसके कारण परिकल्पना की आलोचना हुई। प्रतिस्पर्धी सिद्धांत के रूप में प्रस्थान बिंदूस्थान और समय के परिमाणीकरण का उपयोग करता है। कुछ का मानना ​​है कि अंत में यह एक ही मूल परिकल्पना के लिए सिर्फ एक अलग दृष्टिकोण साबित होगा।

गुरुत्वाकर्षण परिमाणीकरण

इस परिकल्पना की मुख्य उपलब्धि, यदि इसकी पुष्टि होती है, होगी क्वांटम सिद्धांतगुरुत्वाकर्षण। सामान्य सापेक्षता में वर्तमान विवरण क्वांटम भौतिकी के साथ असंगत है। उत्तरार्द्ध, छोटे कणों के व्यवहार पर प्रतिबंध लगाकर, बहुत छोटे पैमाने पर ब्रह्मांड का पता लगाने की कोशिश करते समय विरोधाभासों की ओर जाता है।

बलों का एकीकरण

वर्तमान में, भौतिक विज्ञानी चार मूलभूत बलों को जानते हैं: गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, कमजोर और मजबूत परमाणु संपर्क। यह स्ट्रिंग थ्योरी से इस प्रकार है कि वे सभी एक बार एक की अभिव्यक्ति थे।

इस परिकल्पना के अनुसार, चूंकि प्रारंभिक ब्रह्मांडके बाद ठंडा हुआ महा विस्फोट, यह एकल बातचीत अलग-अलग, आज अभिनय में बिखरने लगी।

उच्च-ऊर्जा प्रयोग किसी दिन हमें इन बलों के एकीकरण की खोज करने की अनुमति देंगे, हालांकि ऐसे प्रयोग प्रौद्योगिकी के वर्तमान विकास से बहुत आगे हैं।

पाँच विकल्प

1984 की सुपरस्ट्रिंग क्रांति के बाद से, विकास तेज गति से आगे बढ़ा है। नतीजतन, एक अवधारणा के बजाय, हमें पाँच नाम मिले, I, IIA, IIB, HO, HE, जिनमें से प्रत्येक ने लगभग पूरी तरह से हमारी दुनिया का वर्णन किया, लेकिन पूरी तरह से नहीं।

भौतिकविदों ने, एक सार्वभौमिक सत्य सूत्र खोजने की आशा में स्ट्रिंग सिद्धांत के संस्करणों के माध्यम से छँटाई करते हुए, 5 अलग-अलग आत्मनिर्भर संस्करण बनाए। उनके कुछ गुण दुनिया की भौतिक वास्तविकता को दर्शाते हैं, अन्य वास्तविकता के अनुरूप नहीं थे।

एम-सिद्धांत

1995 में एक सम्मेलन में, भौतिक विज्ञानी एडवर्ड विट्टन ने पांच परिकल्पनाओं की समस्या का एक साहसिक समाधान प्रस्तावित किया। नए खोजे गए द्वैत के आधार पर, वे सभी एक अतिव्यापी अवधारणा के विशेष मामले बन गए, जिसे विटन का सुपरस्ट्रिंग का एम-सिद्धांत कहा जाता है। इसकी प्रमुख अवधारणाओं में से एक थी ब्रैंस (झिल्ली के लिए संक्षिप्त), 1 से अधिक आयामों वाली मूलभूत वस्तुएं। हालांकि लेखक ने एक पूर्ण संस्करण की पेशकश नहीं की, जो अभी तक उपलब्ध नहीं है, सुपरस्ट्रिंग के एम-सिद्धांत में संक्षेप में निम्नलिखित विशेषताएं शामिल हैं:

• 11 आयाम (10 स्थानिक प्लस 1 समय आयाम);
• द्वैत जो समान भौतिक वास्तविकता की व्याख्या करने वाले पांच सिद्धांतों की ओर ले जाते हैं;
• ब्रैन्स 1 से अधिक आयाम वाले तार हैं।

नतीजे

नतीजतन, एक के बजाय 10,500 समाधान थे। कुछ भौतिकविदों के लिए, यह एक संकट का कारण बना, जबकि अन्य ने मानवशास्त्रीय सिद्धांत को स्वीकार किया, जो इसमें हमारी उपस्थिति से ब्रह्मांड के गुणों की व्याख्या करता है। यह देखा जाना बाकी है कि जब सिद्धांतकार सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत में खुद को उन्मुख करने का एक और तरीका खोज लेंगे।

कुछ व्याख्याएं बताती हैं कि हमारी दुनिया ही अकेली नहीं है। सबसे कट्टरपंथी संस्करण अस्तित्व की अनुमति देते हैं एक अनंत संख्याब्रह्मांड, जिनमें से कुछ शामिल हैं सटीक प्रतियांहमारा।

आइंस्टीन का सिद्धांत एक कुंडलित स्थान के अस्तित्व की भविष्यवाणी करता है, जिसे वर्महोल या आइंस्टीन-रोसेन ब्रिज कहा जाता है। इस मामले में, दो दूर के स्थान एक छोटे मार्ग से जुड़े हुए हैं। सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत न केवल इसकी अनुमति देता है, बल्कि समानांतर दुनिया के दूर के बिंदुओं को भी जोड़ता है। ब्रह्मांडों के बीच स्थानांतरित करना भी संभव है विभिन्न कानूनभौतिक विज्ञान। हालांकि, यह संभावना है कि गुरुत्वाकर्षण का क्वांटम सिद्धांत उनके अस्तित्व को असंभव बना देगा।

कई भौतिकविदों का मानना ​​​​है कि होलोग्राफिक सिद्धांत, जब अंतरिक्ष की मात्रा में निहित सभी जानकारी इसकी सतह पर दर्ज की गई जानकारी से मेल खाती है, ऊर्जा धागे की अवधारणा को गहराई से समझने की अनुमति देगी।

कुछ का मानना ​​है कि सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत समय के कई आयामों की अनुमति देता है, जिसके परिणामस्वरूप उनके माध्यम से यात्रा हो सकती है।

इसके अलावा, परिकल्पना में बिग बैंग मॉडल का एक विकल्प है, जिसके अनुसार हमारा ब्रह्मांड दो शाखाओं की टक्कर के परिणामस्वरूप प्रकट हुआ और निर्माण और विनाश के बार-बार चक्र से गुजरता है।

ब्रह्मांड के अंतिम भाग्य ने हमेशा भौतिकविदों को चिंतित किया है, और स्ट्रिंग थ्योरी का अंतिम संस्करण पदार्थ के घनत्व और ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक को निर्धारित करने में मदद करेगा। इन मूल्यों को जानने के बाद, ब्रह्मांड विज्ञानी यह निर्धारित करने में सक्षम होंगे कि क्या ब्रह्मांड विस्फोट होने तक सिकुड़ जाएगा, ताकि सब कुछ फिर से शुरू हो जाए।

जब तक इसे विकसित और परीक्षण नहीं किया जाता है, तब तक कोई नहीं जानता कि यह किस ओर ले जा सकता है। आइंस्टीन ने समीकरण E=mc 2 लिखते हुए, यह नहीं माना कि यह उपस्थिति की ओर ले जाएगा परमाणु हथियार. क्वांटम भौतिकी के रचनाकारों को यह नहीं पता था कि यह लेजर और ट्रांजिस्टर बनाने का आधार बनेगा। और यद्यपि यह अभी तक ज्ञात नहीं है कि ऐसा विशुद्ध रूप से क्या है सैद्धांतिक अवधारणा, इतिहास बताता है कि निश्चित रूप से कुछ उत्कृष्ट होगा।

आप इस परिकल्पना के बारे में डमीज़ के लिए एंड्रयू ज़िमरमैन की सुपरस्ट्रिंग थ्योरी में अधिक पढ़ सकते हैं।