جهانهای موازی و نظریه ریسمانها
ارسال شده: شنبه ۱۴۰۰/۲/۲۵ - ۱۲:۲۶
جهانهای موازی و نظریه ریسمانها
نظریه ریسمان ها نظریهای است که با اتحاد نظریه نسبیت عام و مکانیک کوانتوم ، نقشی پر رنگ در موضوع جهان موازی ایفا میکند.
«برایان گرین» (Brian Green) نویسنده کتاب حقیقت پنهان معتقد است که کلید درک جهان موازی یا عالم های چندتایی از نظریه ریسمان، حوزه تحقیقاتی خودش که ۲۵ سال روی آن تحقیق و مطالعه کرده است ناشی میشود.
به طور خلاصه نظریه ریسمان تلاش میکند تا یک تعارض ریاضی بین دو ایده فیزیکی که از قبل در فیزیک پذیرفته شدهاند را سازگار کند یعنی مکانیک کوانتوم و نظریه نسبیت.
بر اساس نظر گرین نظریه نسبیت اینشتین برای توضیح فیزیک رویدادهای بزرگ و از طرف دیگر مکانیک کوانتوم برای انتهای دیگر این بازه یعنی برای توضیح فیزیکی رویدادهای کوچک، خارق العاده هستند. اما مشکل بزرگ این است که هر نظریه برای یک قلمرو عالی است اما وقتی با یکدیگر روبرو میشوند دشمنهای جدی یکدیگر هستند و در این حالت ریاضیات از هم میپاشد.
نظریه ریسمان ناهماهنگیهای ریاضی را که در حال حاضر بین مکانیک کوانتوم و نظریه نسبیت وجود دارد متعادل میکند. براساس این نظریه می توان کل جهان را با رشتههای واقعاً کوچکی که در 10 یا 11 بعد مرتعش میشوند (به معنای ابعادی که نمیتوانیم ببینیم) توضیح داد. اگر این مفهوم وجود داشته باشد میتواند به معنای واقعی کلمه همه چیز در جهان را از ذرات زیر اتمی گرفته تا قوانین سرعت و گرانش را توضیح دهد. اما سوالی که مطرح میشود این است که چه ارتباطی بین نظریه ریسمان و جهان موازی یا عالمهای چندتایی وجود دارد؟
در نظریه ریسمان چندین نتیجه وجود دارد که امکان وجود جهان موازی یا جهانهای چندتایی را محتمل میکند. در این نظریه، ریسمانها یا رشتهها که ما در مورد آنها صحبت میکنیم تنها موجوداتی نیستند که در این نظریه وجود دارند بلکه اجسامی شبیه به پروانه یا غشا که سطح دو بعدی هستند نیز وجود دارند. بر اساس نظریه ریسمان ما ممکن است در یکی از این سطوح زندگی کنیم و سطوح دیگر نیز میتوانند در فضا شناور باشند.
از نظر گرین این نظریه و تئوری ممکن است در شتابدهندههای بزرگ هادرونی (LHC) در سرن سازمان اروپایی تحقیقات ذرات، قابل آزمایش و مشاهده باشد.
اما در آزمایش باید چه چیزی مشاهده کنیم تا تائیدکننده این نظریه باشد؟ اگر ما در یکی از این غشاهای غول پیکر زندگی میکنیم و غشاهای دیگری وجود دارند ممکن است مورد زیر اتفاق بیفتد:
وقتی ذرات با سرعتهای نزدیک به سرعت نور در شتابدهنده سرن به هم برخورد میکنند، برخی از بقایای این برخوردها میتوانند از غشا عالم ما خارج شده و به عالم دیگری وارد شوند. با توجه به اصل پایستگی ماده و انرژی در عالم ما اگر مقداری ماده از غشای ما خارج شوند و به غشای دیگر یا جهان موازی دیگری بروند مقدار ماده در این غشا کاهش مییابد و این بدین معنی است که مقدار انرژی بعد از برخورد باید کمتر از انرژی قبل از برخورد باشد.
بنابراین اگر مقدار انرژی را قبل از برخورد پروتونها اندازه بگیریم و آن را با مقدار انرژی درست پس از برخورد مقایسه کنیم، و این مقدار کمتر باشد نشان میدهد که برخی از ذرات به خارج از غشا حرکت کردهاند و تصویر ما از جهان موازی یا عالمهای چندتایی درست است.
از نظر گرین اینکه بتوان به عالم از طریق ریاضیات نگاه کرد و یک نظریه را رد یا تائید کرد بسیار جالب است و گامی مهم در علم محسوب میشود. کتاب حقیقت پنهان گرین در سال ۲۰۱۱ چاپ شده است.
«برایان گرین» (Brian Green) نویسنده کتاب حقیقت پنهان معتقد است که کلید درک جهان موازی یا عالم های چندتایی از نظریه ریسمان، حوزه تحقیقاتی خودش که ۲۵ سال روی آن تحقیق و مطالعه کرده است ناشی میشود.
به طور خلاصه نظریه ریسمان تلاش میکند تا یک تعارض ریاضی بین دو ایده فیزیکی که از قبل در فیزیک پذیرفته شدهاند را سازگار کند یعنی مکانیک کوانتوم و نظریه نسبیت.
بر اساس نظر گرین نظریه نسبیت اینشتین برای توضیح فیزیک رویدادهای بزرگ و از طرف دیگر مکانیک کوانتوم برای انتهای دیگر این بازه یعنی برای توضیح فیزیکی رویدادهای کوچک، خارق العاده هستند. اما مشکل بزرگ این است که هر نظریه برای یک قلمرو عالی است اما وقتی با یکدیگر روبرو میشوند دشمنهای جدی یکدیگر هستند و در این حالت ریاضیات از هم میپاشد.
نظریه ریسمان ناهماهنگیهای ریاضی را که در حال حاضر بین مکانیک کوانتوم و نظریه نسبیت وجود دارد متعادل میکند. براساس این نظریه می توان کل جهان را با رشتههای واقعاً کوچکی که در 10 یا 11 بعد مرتعش میشوند (به معنای ابعادی که نمیتوانیم ببینیم) توضیح داد. اگر این مفهوم وجود داشته باشد میتواند به معنای واقعی کلمه همه چیز در جهان را از ذرات زیر اتمی گرفته تا قوانین سرعت و گرانش را توضیح دهد. اما سوالی که مطرح میشود این است که چه ارتباطی بین نظریه ریسمان و جهان موازی یا عالمهای چندتایی وجود دارد؟
در نظریه ریسمان چندین نتیجه وجود دارد که امکان وجود جهان موازی یا جهانهای چندتایی را محتمل میکند. در این نظریه، ریسمانها یا رشتهها که ما در مورد آنها صحبت میکنیم تنها موجوداتی نیستند که در این نظریه وجود دارند بلکه اجسامی شبیه به پروانه یا غشا که سطح دو بعدی هستند نیز وجود دارند. بر اساس نظریه ریسمان ما ممکن است در یکی از این سطوح زندگی کنیم و سطوح دیگر نیز میتوانند در فضا شناور باشند.
از نظر گرین این نظریه و تئوری ممکن است در شتابدهندههای بزرگ هادرونی (LHC) در سرن سازمان اروپایی تحقیقات ذرات، قابل آزمایش و مشاهده باشد.
اما در آزمایش باید چه چیزی مشاهده کنیم تا تائیدکننده این نظریه باشد؟ اگر ما در یکی از این غشاهای غول پیکر زندگی میکنیم و غشاهای دیگری وجود دارند ممکن است مورد زیر اتفاق بیفتد:
وقتی ذرات با سرعتهای نزدیک به سرعت نور در شتابدهنده سرن به هم برخورد میکنند، برخی از بقایای این برخوردها میتوانند از غشا عالم ما خارج شده و به عالم دیگری وارد شوند. با توجه به اصل پایستگی ماده و انرژی در عالم ما اگر مقداری ماده از غشای ما خارج شوند و به غشای دیگر یا جهان موازی دیگری بروند مقدار ماده در این غشا کاهش مییابد و این بدین معنی است که مقدار انرژی بعد از برخورد باید کمتر از انرژی قبل از برخورد باشد.
بنابراین اگر مقدار انرژی را قبل از برخورد پروتونها اندازه بگیریم و آن را با مقدار انرژی درست پس از برخورد مقایسه کنیم، و این مقدار کمتر باشد نشان میدهد که برخی از ذرات به خارج از غشا حرکت کردهاند و تصویر ما از جهان موازی یا عالمهای چندتایی درست است.
از نظر گرین اینکه بتوان به عالم از طریق ریاضیات نگاه کرد و یک نظریه را رد یا تائید کرد بسیار جالب است و گامی مهم در علم محسوب میشود. کتاب حقیقت پنهان گرین در سال ۲۰۱۱ چاپ شده است.