స్ట్రింగ్ థియరీ అంటే ఏమిటి? స్ట్రింగ్ థియరీ ఎందుకు? బ్లాక్ హోల్స్ యొక్క లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడం

భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు కణాలతో పనిచేయడానికి అలవాటు పడ్డారు: సిద్ధాంతం రూపొందించబడింది, ప్రయోగాలు కలుస్తాయి. అణు రియాక్టర్లు మరియు అణు బాంబులు కణాలను ఉపయోగించి లెక్కించబడతాయి. ఒక హెచ్చరికతో - అన్ని గణనలలో గురుత్వాకర్షణ పరిగణనలోకి తీసుకోబడదు.

గురుత్వాకర్షణ అనేది శరీరాల ఆకర్షణ. మేము గురుత్వాకర్షణ గురించి మాట్లాడేటప్పుడు, మేము గురుత్వాకర్షణను ఊహించుకుంటాము. గురుత్వాకర్షణ ప్రభావంతో ఫోన్ మీ చేతుల నుండి తారుపైకి వస్తుంది. అంతరిక్షంలో, చంద్రుడు భూమికి, భూమి సూర్యునికి ఆకర్షితుడవుతాడు. ప్రపంచంలోని ప్రతిదీ ఒకదానికొకటి ఆకర్షింపబడుతుంది, కానీ దీనిని అనుభూతి చెందడానికి, మీకు చాలా భారీ వస్తువులు అవసరం. ఒక వ్యక్తి కంటే 7.5 × 10 22 రెట్లు ఎక్కువ బరువున్న భూమి యొక్క గురుత్వాకర్షణ శక్తిని మేము అనుభవిస్తాము మరియు 4 × 10 6 రెట్లు ఎక్కువ బరువున్న ఆకాశహర్మ్యం యొక్క గురుత్వాకర్షణను మనం గమనించలేము.

7.5×10 22 = 75,000,000,000,000,000,000,000

4×10 6 = 4,000,000

ఐన్స్టీన్ యొక్క సాధారణ సాపేక్షత సిద్ధాంతం ద్వారా గురుత్వాకర్షణ వివరించబడింది. సిద్ధాంతంలో, భారీ వస్తువులు స్థలాన్ని వంచుతాయి. అర్థం చేసుకోవడానికి, పిల్లల పార్కుకు వెళ్లి, ట్రామ్పోలిన్పై భారీ రాయిని ఉంచండి. ట్రామ్పోలిన్ యొక్క రబ్బరుపై ఒక బిలం కనిపిస్తుంది. మీరు ట్రామ్పోలిన్‌పై చిన్న బంతిని ఉంచినట్లయితే, అది రాయి వైపు గరాటు నుండి క్రిందికి దొర్లుతుంది. గ్రహాలు అంతరిక్షంలో ఒక గరాటును ఏర్పరుస్తాయి మరియు మనం బంతుల వలె వాటిపై పడతాము.

గ్రహాలు చాలా పెద్దవిగా ఉంటాయి, అవి స్థలాన్ని వంచుతాయి

ప్రాథమిక కణాల స్థాయిలో ప్రతిదీ వివరించడానికి, గురుత్వాకర్షణ అవసరం లేదు. ఇతర శక్తులతో పోలిస్తే, గురుత్వాకర్షణ చాలా చిన్నది, అది కేవలం క్వాంటం లెక్కల నుండి విసిరివేయబడింది. భూమి యొక్క గురుత్వాకర్షణ శక్తి పరమాణు కేంద్రకం యొక్క కణాలను కలిగి ఉన్న శక్తి కంటే 10 38 రెట్లు తక్కువ. ఇది దాదాపు మొత్తం విశ్వానికి వర్తిస్తుంది.

10 38 = 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

ఇతర శక్తుల వలె గురుత్వాకర్షణ బలంగా ఉన్న ఏకైక ప్రదేశం బ్లాక్ హోల్ లోపల మాత్రమే. ఇది ఒక పెద్ద గరాటు, దీనిలో గురుత్వాకర్షణ ఖాళీని ముడుచుకుంటుంది మరియు సమీపంలోని ప్రతిదానిని ఆకర్షిస్తుంది. కాంతి కూడా కాల రంధ్రంలోకి ఎగురుతుంది మరియు తిరిగి రాదు.

ఇతర కణాల మాదిరిగానే గురుత్వాకర్షణతో పనిచేయడానికి, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు గురుత్వాకర్షణ పరిమాణాన్ని కనుగొన్నారు - గ్రావిటాన్. మేము లెక్కలు చేసాము, కానీ అవి జోడించబడలేదు. గురుత్వాకర్షణ శక్తి అనంతం వరకు పెరుగుతుందని లెక్కలు చూపించాయి. కానీ ఇది జరగకూడదు.

భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మొదట కనిపెట్టి, ఆపై శోధిస్తారు. హిగ్స్ బోసాన్ కనుగొనబడటానికి 50 సంవత్సరాల ముందు కనుగొనబడింది.

గ్రావిటాన్‌ను కణంగా కాకుండా స్ట్రింగ్‌గా పరిగణించినప్పుడు గణనలలో విభేదాలతో సమస్యలు అదృశ్యమయ్యాయి. తీగలు పరిమిత పొడవు మరియు శక్తిని కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి గ్రావిటాన్ శక్తి ఒక నిర్దిష్ట పరిమితి వరకు మాత్రమే పెరుగుతుంది. కాబట్టి శాస్త్రవేత్తలు కాల రంధ్రాలను అధ్యయనం చేసే పని సాధనాన్ని కలిగి ఉన్నారు.

బ్లాక్ హోల్స్ అధ్యయనంలో పురోగతి విశ్వం ఎలా ఏర్పడిందో అర్థం చేసుకోవడానికి మాకు సహాయపడుతుంది. బిగ్ బ్యాంగ్ సిద్ధాంతం ప్రకారం, ప్రపంచం మైక్రోస్కోపిక్ పాయింట్ నుండి పెరిగింది. జీవితం యొక్క మొదటి క్షణాలలో, విశ్వం చాలా దట్టమైనది - అన్ని ఆధునిక నక్షత్రాలు మరియు గ్రహాలు చిన్న పరిమాణంలో సేకరించబడ్డాయి. గురుత్వాకర్షణ ఇతర శక్తుల వలె శక్తివంతమైనది, కాబట్టి ప్రారంభ విశ్వాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి గురుత్వాకర్షణ ప్రభావాలను తెలుసుకోవడం చాలా ముఖ్యం.

క్వాంటం గురుత్వాకర్షణను వివరించడంలో విజయం అనేది ప్రపంచంలోని ప్రతిదాన్ని వివరించే ఒక సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించడానికి ఒక అడుగు. అటువంటి సిద్ధాంతం విశ్వం ఎలా పుట్టింది, ఇప్పుడు దానిలో ఏమి జరుగుతోంది మరియు దాని ముగింపు ఏమిటో వివరిస్తుంది.

స్ట్రింగ్ థియరీ అనేది సాపేక్షత సిద్ధాంతం (లేదా జనరల్ థియరీ ఆఫ్ రిలేటివిటీ - GTR) మరియు క్వాంటం ఫిజిక్స్‌ను కలిపే ఒక సన్నని దారం. ఈ రెండు రంగాలు ఇటీవల శాస్త్రీయ స్థాయిలో కనిపించాయి, కాబట్టి ఈ రంగాలపై ఇంకా ఎక్కువ శాస్త్రీయ సాహిత్యం లేదు. మరియు, సాపేక్షత సిద్ధాంతం ఇప్పటికీ కొంత సమయం-పరీక్షించిన ఆధారాన్ని కలిగి ఉంటే, భౌతిక శాస్త్రం యొక్క క్వాంటం శాఖ ఈ విషయంలో ఇప్పటికీ చాలా చిన్నది. ముందుగా ఈ రెండు పరిశ్రమలను అర్థం చేసుకుందాం.

మీలో చాలామంది సాపేక్షత సిద్ధాంతం గురించి విన్నారు మరియు దానిలోని కొన్ని పోస్టులేట్‌లతో కొంచెం సుపరిచితం, కానీ ప్రశ్న: ఇది సూక్ష్మ స్థాయిలో పనిచేసే క్వాంటం ఫిజిక్స్‌తో ఎందుకు కనెక్ట్ చేయబడదు?

అవి సాధారణ మరియు ప్రత్యేక సాపేక్ష సిద్ధాంతాలను వేరు చేస్తాయి (GTR మరియు SRTగా సంక్షిప్తీకరించబడ్డాయి; ఇకపై అవి సంక్షిప్తాలుగా ఉపయోగించబడతాయి). సంక్షిప్తంగా, GTR బాహ్య అంతరిక్షం మరియు దాని వక్రత గురించి మరియు STR మానవ వైపు నుండి స్థల-సమయం యొక్క సాపేక్షత గురించి సూచిస్తుంది. మేము స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం గురించి మాట్లాడేటప్పుడు, మేము ప్రత్యేకంగా సాధారణ సాపేక్షత గురించి మాట్లాడుతున్నాము. సాపేక్షత యొక్క సాధారణ సిద్ధాంతం ప్రకారం, అంతరిక్షంలో, భారీ వస్తువుల ప్రభావంతో, స్థలం దాని చుట్టూ వంగి ఉంటుంది (మరియు దానితో పాటు సమయం, స్థలం మరియు సమయం పూర్తిగా విడదీయరాని భావనలు). ఇది ఎలా జరుగుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి శాస్త్రవేత్తల జీవితాల నుండి ఒక ఉదాహరణ మీకు సహాయం చేస్తుంది. ఇలాంటి కేసు ఇటీవలే నమోదు చేయబడింది, కాబట్టి చెప్పబడిన ప్రతిదాన్ని "వాస్తవ సంఘటనల ఆధారంగా" పరిగణించవచ్చు. ఒక శాస్త్రవేత్త టెలిస్కోప్ ద్వారా చూస్తాడు మరియు రెండు నక్షత్రాలను చూస్తాడు: ఒకటి ఆమె ముందు మరియు మరొకటి ఆమె వెనుక. దీన్ని మనం ఎలా అర్థం చేసుకోగలిగాం? ఇది చాలా సులభం, ఎందుకంటే మనకు కనిపించని నక్షత్రం, కానీ దాని అంచులు మాత్రమే కనిపిస్తాయి, ఈ రెండింటిలో పెద్దది మరియు దాని పూర్తి రూపంలో కనిపించే ఇతర నక్షత్రం చిన్నది. అయితే, సాధారణ సాపేక్షత కారణంగా, ముందు ఉన్న నక్షత్రం వెనుక ఉన్న నక్షత్రం కంటే పెద్దదిగా ఉండవచ్చు. అయితే ఇది సాధ్యమేనా?

ఇది అవును అవుతుంది. ముందు నక్షత్రం ఒక సూపర్ మాసివ్ వస్తువుగా మారినట్లయితే, అది దాని చుట్టూ ఉన్న స్థలాన్ని చాలా బలంగా వంగి ఉంటుంది, అప్పుడు వెనుక ఉన్న నక్షత్రం యొక్క చిత్రం కేవలం వక్రతలో సూపర్ మాసివ్ నక్షత్రం చుట్టూ తిరుగుతుంది మరియు మేము వద్ద పేర్కొన్న చిత్రాన్ని చూస్తాము చాలా ప్రారంభం. అంజీర్‌లో మరింత వివరంగా చెప్పబడిన వాటిని మీరు చూడవచ్చు. 1.

క్వాంటం ఫిజిక్స్ సగటు వ్యక్తికి TO కంటే చాలా కష్టం. మేము దాని అన్ని నిబంధనలను సాధారణీకరించినట్లయితే, మేము ఈ క్రింది వాటిని పొందుతాము: సూక్ష్మ వస్తువులు మనం వాటిని చూసినప్పుడు మాత్రమే ఉంటాయి. అదనంగా, క్వాంటం ఫిజిక్స్ కూడా మైక్రోపార్టికల్‌ను రెండు భాగాలుగా విభజించినట్లయితే, ఈ రెండు భాగాలు తమ అక్షం వెంట ఒకే దిశలో తిరుగుతూనే ఉంటాయి. మరియు మొదటి కణంపై ఏవైనా ప్రభావాలు నిస్సందేహంగా రెండవదానికి ప్రసారం చేయబడతాయి, ఈ కణాల దూరంతో సంబంధం లేకుండా తక్షణమే మరియు పూర్తిగా.

కాబట్టి ఈ రెండు సిద్ధాంతాల భావనలను కలపడంలో ఇబ్బంది ఏమిటి? వాస్తవం ఏమిటంటే, GTR స్థూల ప్రపంచంలోని వస్తువులను పరిగణిస్తుంది మరియు మేము స్థలం యొక్క వక్రీకరణ / వక్రత గురించి మాట్లాడేటప్పుడు, మేము ఆదర్శంగా మృదువైన స్థలం అని అర్థం, ఇది మైక్రోవరల్డ్ యొక్క నిబంధనలకు పూర్తిగా విరుద్ధంగా ఉంటుంది. క్వాంటం ఫిజిక్స్ సిద్ధాంతం ప్రకారం, మైక్రోవరల్డ్ పూర్తిగా అసమానంగా ఉంటుంది మరియు సర్వవ్యాప్త కరుకుదనాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది రోజువారీ భాషలో మాట్లాడుతోంది. మరియు గణిత శాస్త్రజ్ఞులు మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు వారి సిద్ధాంతాలను సూత్రాలలోకి అనువదించారు. కాబట్టి, వారు క్వాంటం ఫిజిక్స్ మరియు సాధారణ సాపేక్షత సూత్రాలను కలపడానికి ప్రయత్నించినప్పుడు, సమాధానం అనంతం అని తేలింది. భౌతిక శాస్త్రంలో అనంతం అనేది సమీకరణం తప్పుగా నిర్మించబడిందని చెప్పడానికి సమానం. ఫలితంగా సమానత్వం అనేకసార్లు తిరిగి తనిఖీ చేయబడింది, కానీ సమాధానం ఇప్పటికీ అనంతం.

స్ట్రింగ్ థియరీ సైన్స్ యొక్క రోజువారీ ప్రపంచానికి ప్రాథమిక మార్పులను తీసుకువచ్చింది. ఇది అన్ని మైక్రోపార్టికల్స్ ఆకారంలో గోళాకారంగా ఉండవు, కానీ మన విశ్వం అంతటా వ్యాపించే పొడుగుచేసిన తీగల రూపంలో ఉండాలనే డిక్రీని సూచిస్తుంది. ద్రవ్యరాశి, కణ వేగం మొదలైన పరిమాణాలు ఈ తీగల ప్రకంపనల ద్వారా స్థాపించబడతాయి. అటువంటి ప్రతి స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతపరంగా కలాబి-యౌ మానిఫోల్డ్‌లో ఉంది. ఈ మానిఫోల్డ్‌లు చాలా వంగిన స్థలాన్ని సూచిస్తాయి. వైవిధ్యం యొక్క సిద్ధాంతం ప్రకారం, అవి అంతరిక్షంలో దేనితోనూ అనుసంధానించబడవు మరియు చిన్న బంతుల్లో విడిగా కనిపిస్తాయి. స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం అక్షరాలా రెండు మైక్రోపార్టికల్స్‌ను అనుసంధానించే ప్రక్రియ యొక్క స్పష్టమైన సరిహద్దులను చెరిపివేస్తుంది. మైక్రోపార్టికల్స్ బంతుల ద్వారా సూచించబడినప్పుడు, అవి కనెక్ట్ అయినప్పుడు మనం స్పేస్-టైమ్‌లో సరిహద్దును స్పష్టంగా గుర్తించగలము. అయితే, రెండు తీగలను అనుసంధానించినట్లయితే, అప్పుడు వారు "జిగురు" ఉన్న స్థలాన్ని వివిధ కోణాల నుండి చూడవచ్చు. మరియు వివిధ కోణాలలో మేము వారి కనెక్షన్ యొక్క సరిహద్దు యొక్క పూర్తిగా భిన్నమైన ఫలితాలను పొందుతాము, అనగా, అటువంటి సరిహద్దు యొక్క ఖచ్చితమైన భావన లేదు!

అధ్యయనం యొక్క మొదటి దశలో, స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం, సాధారణ పదాలలో కూడా చెప్పబడింది, రహస్యంగా, వింతగా మరియు కేవలం కల్పితమైనదిగా అనిపిస్తుంది, కానీ దాని కోసం మాట్లాడే ఆధారం లేని పదాలు కాదు, కానీ అనేక సమీకరణాలు మరియు పారామితులను ఉపయోగించి, సంభావ్యతను నిర్ధారించే పరిశోధన. స్ట్రింగ్ కణాల ఉనికి.

చివరగా, ఇంటర్నెట్ మ్యాగజైన్ QWRT నుండి సరళమైన భాషలో స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతాన్ని వివరించే మరొక వీడియో.

స్ట్రింగ్ థియరీ యొక్క వివిధ సంస్కరణలు ఇప్పుడు ప్రతిదాని స్వభావాన్ని వివరించే సమగ్రమైన, సార్వత్రిక సిద్ధాంతం యొక్క శీర్షిక కోసం ప్రముఖ పోటీదారులుగా పరిగణించబడుతున్నాయి. మరియు ఇది ప్రాథమిక కణాలు మరియు విశ్వోద్భవ శాస్త్రం యొక్క సిద్ధాంతంలో పాల్గొన్న సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్తల యొక్క ఒక రకమైన హోలీ గ్రెయిల్. సార్వత్రిక సిద్ధాంతం (ఉన్న ప్రతిదాని యొక్క సిద్ధాంతం కూడా) పరస్పర చర్యల స్వభావం మరియు విశ్వం నిర్మించబడిన పదార్థం యొక్క ప్రాథమిక అంశాల లక్షణాల గురించి మానవ జ్ఞానం యొక్క మొత్తం శరీరాన్ని మిళితం చేసే కొన్ని సమీకరణాలను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది.

నేడు, స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం సూపర్‌సిమెట్రీ భావనతో మిళితం చేయబడింది, దీని ఫలితంగా సూపర్‌స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం పుట్టుకొచ్చింది మరియు నేడు ఇది నాలుగు ప్రాథమిక పరస్పర చర్యల (ప్రకృతిలో పనిచేసే శక్తులు) యొక్క సిద్ధాంతాన్ని ఏకీకృతం చేయడంలో గరిష్టంగా సాధించబడింది. సూపర్‌సిమెట్రీ సిద్ధాంతం ఇప్పటికే ఒక ప్రియోరి ఆధునిక భావన ఆధారంగా నిర్మించబడింది, దీని ప్రకారం ఏదైనా రిమోట్ (ఫీల్డ్) పరస్పర చర్య పరస్పర కణాల మధ్య సంబంధిత రకమైన పరస్పర వాహక కణాల మార్పిడి కారణంగా ఉంటుంది (ప్రామాణిక నమూనా చూడండి). స్పష్టత కోసం, పరస్పర కణాలను విశ్వం యొక్క "ఇటుకలు"గా పరిగణించవచ్చు మరియు క్యారియర్ కణాలను సిమెంట్‌గా పరిగణించవచ్చు.

స్ట్రింగ్ థియరీ అనేది గణిత భౌతికశాస్త్రం యొక్క ఒక శాఖ, ఇది భౌతిక శాస్త్రంలోని చాలా శాఖల వలె పాయింట్ కణాల యొక్క డైనమిక్స్‌ను అధ్యయనం చేస్తుంది, కానీ ఒక డైమెన్షనల్ విస్తరించిన వస్తువులు, అనగా. తీగలను
ప్రామాణిక నమూనాలో, క్వార్క్‌లు బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లుగా పనిచేస్తాయి మరియు ఈ క్వార్క్‌లు ఒకదానితో ఒకటి మార్పిడి చేసుకునే గేజ్ బోసాన్‌లు పరస్పర వాహకాలుగా పనిచేస్తాయి. సూపర్‌సిమెట్రీ సిద్ధాంతం మరింత ముందుకు వెళ్లి క్వార్క్‌లు మరియు లెప్టాన్‌లు ప్రాథమికమైనవి కాదని పేర్కొంది: అవన్నీ కూడా భారీ మరియు ప్రయోగాత్మకంగా కనుగొనబడని పదార్థం యొక్క నిర్మాణాలను (బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు) కలిగి ఉంటాయి, ఇవి సూపర్-ఎనర్జీ కణాల యొక్క మరింత బలమైన "సిమెంట్" ద్వారా కలిసి ఉంటాయి. హాడ్రాన్లు మరియు బోసాన్‌లతో కూడిన క్వార్క్‌ల కంటే పరస్పర చర్యల వాహకాలు.

సహజంగానే, సూపర్‌సిమెట్రీ సిద్ధాంతం యొక్క అంచనాలు ఏవీ ఇంకా ప్రయోగశాల పరిస్థితులలో పరీక్షించబడలేదు, అయినప్పటికీ, భౌతిక ప్రపంచంలోని ఊహాత్మక దాచిన భాగాలకు ఇప్పటికే పేర్లు ఉన్నాయి - ఉదాహరణకు, ఎలక్ట్రాన్ (ఎలక్ట్రాన్ యొక్క సూపర్‌సిమెట్రిక్ భాగస్వామి), స్క్వార్క్ మొదలైనవి. అయితే, ఈ కణాల ఉనికి నిస్సందేహంగా అంచనా వేయబడింది.

అయితే, ఈ సిద్ధాంతాలు అందించే విశ్వం యొక్క చిత్రాన్ని దృశ్యమానం చేయడం చాలా సులభం. దాదాపు 10E–35 మీ స్కేల్‌పై, అంటే, మూడు బౌండ్ క్వార్క్‌లను కలిగి ఉన్న ఒకే ప్రోటాన్ యొక్క వ్యాసం కంటే 20 ఆర్డర్‌ల పరిమాణం తక్కువగా ఉంటుంది, పదార్థం యొక్క నిర్మాణం ప్రాథమిక కణాల స్థాయిలో కూడా మనం ఉపయోగించిన దానికి భిన్నంగా ఉంటుంది. . అటువంటి చిన్న దూరాల వద్ద (మరియు అది ఊహించలేనంత ఎక్కువ పరస్పర చర్యల వద్ద) పదార్థం సంగీత వాయిద్యాల తీగలలో ఉత్సాహంగా ఉన్నటువంటి ఫీల్డ్ స్టాండింగ్ తరంగాల శ్రేణిగా మారుతుంది. గిటార్ స్ట్రింగ్ లాగా, అటువంటి స్ట్రింగ్‌లో, ఫండమెంటల్ టోన్‌తో పాటు, అనేక ఓవర్‌టోన్‌లు లేదా హార్మోనిక్స్ ఉత్తేజితమవుతాయి. ప్రతి హార్మోనిక్ దాని స్వంత శక్తి స్థితిని కలిగి ఉంటుంది. సాపేక్షత సూత్రం ప్రకారం (సాపేక్షత సిద్ధాంతం చూడండి), శక్తి మరియు ద్రవ్యరాశి సమానంగా ఉంటాయి, అంటే స్ట్రింగ్ యొక్క హార్మోనిక్ వేవ్ వైబ్రేషన్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ఎక్కువ, దాని శక్తి ఎక్కువ మరియు గమనించిన కణం యొక్క అధిక ద్రవ్యరాశి.

అయినప్పటికీ, గిటార్ స్ట్రింగ్‌లో నిలబడి ఉన్న తరంగాన్ని దృశ్యమానం చేయడం చాలా సులభం అయితే, సూపర్ స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం ద్వారా ప్రతిపాదించబడిన స్టాండింగ్ వేవ్‌లను దృశ్యమానం చేయడం కష్టం - వాస్తవం ఏమిటంటే సూపర్ స్ట్రింగ్‌ల కంపనాలు 11 కొలతలు ఉన్న ప్రదేశంలో సంభవిస్తాయి. మేము నాలుగు-డైమెన్షనల్ స్పేస్‌కు అలవాటు పడ్డాము, ఇందులో మూడు ప్రాదేశిక మరియు ఒక తాత్కాలిక కొలతలు (ఎడమ-కుడి, పైకి క్రిందికి, ముందుకు-వెనుకకు, గత-భవిష్యత్తు) ఉంటాయి. సూపర్ స్ట్రింగ్ స్థలంలో, విషయాలు చాలా క్లిష్టంగా ఉంటాయి (బాక్స్ చూడండి). సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు "అదనపు" ప్రాదేశిక పరిమాణాల యొక్క జారే సమస్యను "దాచబడినవి" (లేదా, శాస్త్రీయ పరంగా, "కాంపాక్టిఫైడ్") అని వాదించడం ద్వారా సాధారణ శక్తుల వద్ద గమనించబడవు.

ఇటీవల, స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం బహుళ డైమెన్షనల్ పొరల సిద్ధాంతం రూపంలో మరింత అభివృద్ధి చేయబడింది - ముఖ్యంగా, ఇవి ఒకే తీగలు, కానీ ఫ్లాట్. దాని రచయితలలో ఒకరు సాధారణంగా చమత్కరించినట్లుగా, నూడుల్స్ వెర్మిసెల్లికి భిన్నంగా ఉండే విధంగా పొరలు స్ట్రింగ్‌ల నుండి భిన్నంగా ఉంటాయి.

ఇది, బహుశా, కారణం లేకుండా, నేడు అన్ని శక్తి పరస్పర చర్యల యొక్క గొప్ప ఏకీకరణ యొక్క సార్వత్రిక సిద్ధాంతంగా చెప్పుకునే సిద్ధాంతాలలో ఒకదాని గురించి క్లుప్తంగా చెప్పవచ్చు. అయ్యో, ఈ సిద్ధాంతం పాపం లేకుండా లేదు. అన్నింటిలో మొదటిది, కఠినమైన అంతర్గత అనురూప్యంలోకి తీసుకురావడానికి గణిత ఉపకరణం యొక్క అసమర్థత కారణంగా ఇది ఇంకా కఠినమైన గణిత రూపానికి తీసుకురాబడలేదు. ఈ సిద్ధాంతం పుట్టి 20 సంవత్సరాలు గడిచాయి మరియు దానిలోని కొన్ని అంశాలను మరియు సంస్కరణలను ఇతరులతో ఎవరూ స్థిరంగా సమన్వయం చేయలేకపోయారు. ఇంకా అసహ్యకరమైన విషయం ఏమిటంటే, స్ట్రింగ్ థియరీని (మరియు ముఖ్యంగా సూపర్ స్ట్రింగ్స్) ప్రతిపాదించే సిద్ధాంతకర్తలు ఎవరూ ఇంకా ఈ సిద్ధాంతాలను ప్రయోగశాలలో పరీక్షించగలిగే ఒక ప్రయోగాన్ని ప్రతిపాదించలేదు. అయ్యో, వారు దీన్ని చేసే వరకు, వారి పని అంతా సహజ శాస్త్రం యొక్క ప్రధాన స్రవంతి వెలుపల రహస్య జ్ఞానాన్ని గ్రహించడంలో ఫాంటసీ మరియు వ్యాయామాల యొక్క వింత గేమ్‌గా మిగిలిపోతుందని నేను భయపడుతున్నాను.

బ్లాక్ హోల్స్ యొక్క లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడం

1996లో, స్ట్రింగ్ థియరిస్ట్‌లు ఆండ్రూ స్ట్రోమింగర్ మరియు కుమ్రున్ వాఫా "ది మైక్రోస్కోపిక్ నేచర్ ఆఫ్ బెకెన్‌స్టెయిన్ మరియు హాకింగ్ ఎంట్రోపీ"ని ప్రచురించడానికి సుస్కిండ్ మరియు సేన్ చేసిన మునుపటి ఫలితాలపై నిర్మించారు. ఈ పనిలో, స్ట్రింగ్ థియరీని ఉపయోగించి స్ట్రింగ్ థియరీని ఉపయోగించారు, నిర్దిష్ట తరగతి బ్లాక్ హోల్స్‌లోని మైక్రోస్కోపిక్ భాగాలను కనుగొనగలిగారు మరియు ఈ భాగాల ఎంట్రోపీ కంట్రిబ్యూషన్‌లను ఖచ్చితంగా లెక్కించారు. ఈ పని 1980లు మరియు 1990ల ప్రారంభంలో ఉపయోగించిన పెర్ టర్బేషన్ థియరీకి మించిన కొత్త పద్ధతిపై ఆధారపడింది. పని యొక్క ఫలితం ఇరవై సంవత్సరాల కంటే ముందు చేసిన బెకెన్‌స్టెయిన్ మరియు హాకింగ్ యొక్క అంచనాలతో సరిగ్గా ఏకీభవించింది.

స్ట్రోమింగర్ మరియు వఫా నిర్మాణాత్మక విధానంతో బ్లాక్ హోల్ నిర్మాణం యొక్క వాస్తవ ప్రక్రియలను వ్యతిరేకించారు. రెండవ సూపర్ స్ట్రింగ్ విప్లవం సమయంలో కనుగొనబడిన బ్రేన్‌ల యొక్క ఖచ్చితమైన సెట్‌ను ఒక యంత్రాంగానికి శ్రమతో సమీకరించడం ద్వారా వాటిని నిర్మించవచ్చని చూపిస్తూ, బ్లాక్ హోల్ ఏర్పడే దృక్కోణాన్ని వారు మార్చారు.

బ్లాక్ హోల్ యొక్క మైక్రోస్కోపిక్ నిర్మాణంపై అన్ని నియంత్రణలు చేతిలో ఉండటంతో, స్ట్రోమింగర్ మరియు వఫా బ్లాక్ హోల్ యొక్క మైక్రోస్కోపిక్ భాగాల ప్రస్తారణల సంఖ్యను లెక్కించగలిగారు, ఇవి ద్రవ్యరాశి మరియు ఛార్జ్ వంటి మొత్తం పరిశీలించదగిన లక్షణాలను మార్చకుండా ఉంటాయి. వారు ఫలిత సంఖ్యను కాల రంధ్రం యొక్క ఈవెంట్ హోరిజోన్ యొక్క వైశాల్యంతో పోల్చారు - బెకెన్‌స్టెయిన్ మరియు హాకింగ్ అంచనా వేసిన ఎంట్రోపీ - మరియు ఖచ్చితమైన ఒప్పందాన్ని కనుగొన్నారు. కనీసం విపరీతమైన కాల రంధ్రాల తరగతికి, స్ట్రోమింగర్ మరియు వఫా సూక్ష్మ భాగాలను విశ్లేషించడానికి మరియు సంబంధిత ఎంట్రోపీని ఖచ్చితంగా లెక్కించడానికి స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం యొక్క అనువర్తనాన్ని కనుగొనగలిగారు. పావు శతాబ్దం పాటు భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఎదుర్కొన్న సమస్య పరిష్కరించబడింది.

చాలా మంది సిద్ధాంతకర్తలకు, ఈ ఆవిష్కరణ స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతానికి మద్దతుగా ముఖ్యమైన మరియు నమ్మదగిన వాదన. స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం యొక్క అభివృద్ధి ఇప్పటికీ ప్రయోగాత్మక ఫలితాలతో ప్రత్యక్ష మరియు ఖచ్చితమైన పోలిక కోసం చాలా ముడిగా ఉంది, ఉదాహరణకు, క్వార్క్ లేదా ఎలక్ట్రాన్ యొక్క ద్రవ్యరాశి యొక్క కొలతలతో. ఏది ఏమైనప్పటికీ, స్ట్రింగ్ థియరీ, బ్లాక్ హోల్స్ యొక్క దీర్ఘ-కనుగొన్న ఆస్తికి మొదటి ప్రాథమిక వివరణను అందిస్తుంది, ఇది వివరించడానికి అసంభవం అనేక సంవత్సరాలుగా సాంప్రదాయ సిద్ధాంతాలతో పనిచేస్తున్న భౌతిక శాస్త్రవేత్తల పరిశోధనను నిలిపివేసింది. భౌతికశాస్త్రంలో నోబెల్ గ్రహీత మరియు 1980లలో స్ట్రింగ్ థియరీకి గట్టి ప్రత్యర్థి అయిన షెల్డన్ గ్లాషో కూడా 1997లో ఒక ఇంటర్వ్యూలో "స్ట్రింగ్ థియరిస్టులు బ్లాక్ హోల్స్ గురించి మాట్లాడినప్పుడు, వారు దాదాపుగా గమనించదగ్గ దృగ్విషయాల గురించి మాట్లాడుతున్నారు, అది ఆకట్టుకుంటుంది" అని ఒప్పుకున్నాడు.

స్ట్రింగ్ కాస్మోలజీ

స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం ప్రామాణిక కాస్మోలాజికల్ మోడల్‌ను సవరించడానికి మూడు ప్రధాన మార్గాలు ఉన్నాయి. మొదట, ఆధునిక పరిశోధన యొక్క స్ఫూర్తితో, ఇది పరిస్థితిని మరింతగా స్పష్టం చేస్తోంది, ఇది విశ్వం కనీస ఆమోదయోగ్యమైన పరిమాణాన్ని కలిగి ఉండాలనే స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం నుండి అనుసరిస్తుంది. ఈ ముగింపు బిగ్ బ్యాంగ్ సమయంలో వెంటనే విశ్వం యొక్క నిర్మాణం యొక్క అవగాహనను మారుస్తుంది, దీని కోసం ప్రామాణిక నమూనా విశ్వం యొక్క సున్నా పరిమాణాన్ని ఇస్తుంది. రెండవది, T-ద్వంద్వత అనే భావన, అంటే, స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతంలో చిన్న మరియు పెద్ద రేడియాల ద్వంద్వత్వం (కనీస పరిమాణం ఉనికితో దాని దగ్గరి సంబంధంలో), విశ్వోద్భవ శాస్త్రంలో కూడా ముఖ్యమైనది. మూడవదిగా, స్ట్రింగ్ థియరీలో స్పేస్-టైమ్ డైమెన్షన్‌ల సంఖ్య నాలుగు కంటే ఎక్కువ, కాబట్టి కాస్మోలజీ ఈ అన్ని కొలతల పరిణామాన్ని వివరించాలి.

బ్రాండెన్‌బర్గ్ మరియు వఫా మోడల్

1980ల చివరలో. రాబర్ట్ బ్రాండెన్‌బెర్గర్ మరియు కుమ్రున్ వఫా విశ్వోద్భవ శాస్త్రం యొక్క ప్రామాణిక నమూనా యొక్క చిక్కులను స్ట్రింగ్ థియరీ ఎలా మారుస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి మొదటి ముఖ్యమైన దశలను తీసుకున్నారు. వారు రెండు ముఖ్యమైన తీర్మానాలకు వచ్చారు. మొదట, మనం బిగ్ బ్యాంగ్‌కి తిరిగి వెళ్లినప్పుడు, అన్ని దిశలలోని విశ్వం యొక్క పరిమాణం ప్లాంక్ పొడవుకు సమానం అయ్యే వరకు ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతూనే ఉంటుంది. ఈ సమయంలో ఉష్ణోగ్రత గరిష్ట స్థాయికి చేరుకుంటుంది మరియు తగ్గడం ప్రారంభమవుతుంది. సహజమైన స్థాయిలో, ఈ దృగ్విషయానికి కారణాన్ని అర్థం చేసుకోవడం కష్టం కాదు. విశ్వం యొక్క అన్ని ప్రాదేశిక కొలతలు చక్రీయమని సరళత కోసం (బ్రాండెన్‌బెర్గర్ మరియు వాఫాను అనుసరించి) ఊహిద్దాం. మనం కాలక్రమేణా వెనుకకు వెళుతున్నప్పుడు, ప్రతి వృత్తం యొక్క వ్యాసార్థం తగ్గిపోతుంది మరియు విశ్వం యొక్క ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది. స్ట్రింగ్ థియరీ నుండి, ప్లాంక్ పొడవుకు ముందుగా రేడియాలను కుదించడం, ఆపై వాటి తదుపరి పెరుగుదల ద్వారా రేడియాలను ప్లాంక్ పొడవుకు తగ్గించడం భౌతికంగా సమానమని మనకు తెలుసు. విశ్వం యొక్క విస్తరణ సమయంలో ఉష్ణోగ్రత పడిపోతుంది కాబట్టి, ప్లాంక్ పొడవు కంటే చిన్న పరిమాణాలకు విశ్వాన్ని కుదించడానికి విఫల ప్రయత్నాలు ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలను నిలిపివేస్తాయి మరియు దాని మరింత తగ్గుదలకు దారి తీస్తుంది.

ఫలితంగా, బ్రాండెన్‌బెర్గర్ మరియు వఫా ఈ క్రింది కాస్మోలాజికల్ చిత్రాన్ని చేరుకున్నారు: ముందుగా, స్ట్రింగ్ థియరీలోని అన్ని ప్రాదేశిక కొలతలు ప్లాంక్ పొడవు యొక్క క్రమంలో కనిష్ట పరిమాణానికి గట్టిగా మడవబడతాయి. ఉష్ణోగ్రత మరియు శక్తి ఎక్కువగా ఉంటాయి, కానీ అనంతం కాదు: స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతంలో సున్నా-పరిమాణ ప్రారంభ స్థానం యొక్క వైరుధ్యాలు పరిష్కరించబడతాయి. విశ్వం యొక్క ఉనికి యొక్క ప్రారంభ క్షణంలో, స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం యొక్క అన్ని ప్రాదేశిక కొలతలు పూర్తిగా సమానంగా ఉంటాయి మరియు పూర్తిగా సుష్టంగా ఉంటాయి: అవన్నీ ప్లాంక్ కొలతలు యొక్క బహుమితీయ ముద్దగా ముడుచుకున్నాయి. ఇంకా, బ్రాండెన్‌బెర్గర్ మరియు వఫా ప్రకారం, ప్లాంక్ సమయంలో ప్లాంక్ సమయంలో మూడు ప్రాదేశిక కొలతలు తదుపరి విస్తరణ కోసం ఎంపిక చేయబడినప్పుడు, మిగిలినవి వాటి అసలు ప్లాంక్ పరిమాణాన్ని నిలుపుకున్నప్పుడు, విశ్వం సమరూపత తగ్గింపు యొక్క మొదటి దశ గుండా వెళుతుంది. ఈ మూడు కోణాలు ద్రవ్యోల్బణ విశ్వోద్భవ శాస్త్రంలో కొలతలతో గుర్తించబడతాయి మరియు పరిణామ ప్రక్రియ ద్వారా, ఇప్పుడు గమనించిన రూపాన్ని తీసుకుంటాయి.

వెనిజియానో ​​మరియు గ్యాస్పెరిని మోడల్

బ్రాండెన్‌బెర్గర్ మరియు వఫా యొక్క పని నుండి, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు స్ట్రింగ్ కాస్మోలజీని అర్థం చేసుకోవడంలో నిరంతర పురోగతిని సాధిస్తున్నారు. ఈ పరిశోధనకు నాయకత్వం వహించిన వారిలో ట్యూరిన్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన గాబ్రియేల్ వెనెజియానో ​​మరియు అతని సహోద్యోగి మౌరిజియో గాస్పెరిని ఉన్నారు. ఈ శాస్త్రవేత్తలు స్ట్రింగ్ కాస్మోలజీ యొక్క వారి స్వంత సంస్కరణను అందించారు, ఇది కొన్ని ప్రదేశాలలో పైన వివరించిన దృష్టాంతాన్ని పోలి ఉంటుంది, కానీ ఇతర ప్రదేశాలలో దాని నుండి ప్రాథమికంగా భిన్నంగా ఉంటుంది. బ్రాండెన్‌బెర్గర్ మరియు వాఫా లాగా, ప్రామాణిక మరియు ద్రవ్యోల్బణ నమూనాలలో ఉత్పన్నమయ్యే అనంతమైన ఉష్ణోగ్రత మరియు శక్తి సాంద్రతను తోసిపుచ్చడానికి, వారు స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతంలో కనీస పొడవు ఉనికిపై ఆధారపడి ఉన్నారు. అయితే, ఈ ఆస్తి కారణంగా, విశ్వం ప్లాంక్ కొలతల ముద్ద నుండి పుట్టిందని నిర్ధారించే బదులు, సున్నా బిందువు అని పిలువబడే క్షణం కంటే చాలా కాలం ముందు ఉద్భవించిన చరిత్రపూర్వ విశ్వం ఉందని మరియు దీనికి జన్మనిచ్చిందని గ్యాస్పెరిని మరియు వెనిజియానో ​​సూచించారు. ప్లాంక్ కొలతలు యొక్క కాస్మిక్ "పిండం".

ఈ దృష్టాంతంలో మరియు బిగ్ బ్యాంగ్ మోడల్‌లో విశ్వం యొక్క ప్రారంభ స్థితి చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది. గ్యాస్పెరిని మరియు వెనిజియానో ​​ప్రకారం, విశ్వం వేడిగా మరియు గట్టిగా వక్రీకృత కొలతల బంతి కాదు, కానీ చల్లగా మరియు అనంతమైన పరిధిని కలిగి ఉంది. అప్పుడు, స్ట్రింగ్ థియరీ యొక్క సమీకరణాల నుండి క్రింది విధంగా, అస్థిరత విశ్వాన్ని ఆక్రమించింది మరియు దాని పాయింట్లన్నీ గుత్ ప్రకారం ద్రవ్యోల్బణం యుగంలో వలె వేగంగా వైపులా చెదరగొట్టడం ప్రారంభించాయి.

గ్యాస్పెరిని మరియు వెనిజియానో ​​దీని కారణంగా, స్థలం ఎక్కువగా వక్రంగా మారిందని మరియు ఫలితంగా ఉష్ణోగ్రత మరియు శక్తి సాంద్రతలో పదునైన జంప్ ఉందని చూపించారు. కొంచెం సమయం గడిచిపోయింది, మరియు ఈ అంతులేని విస్తరణల లోపల మిల్లీమీటర్ కొలతలు గల త్రిమితీయ ప్రాంతం వేడి మరియు దట్టమైన ప్రదేశంగా మార్చబడింది, ఇది గుత్ ప్రకారం ద్రవ్యోల్బణ విస్తరణ సమయంలో ఏర్పడిన ప్రదేశం వలె ఉంటుంది. అప్పుడు ప్రతిదీ బిగ్ బ్యాంగ్ విశ్వోద్భవ శాస్త్రం యొక్క ప్రామాణిక దృశ్యం ప్రకారం జరిగింది మరియు విస్తరిస్తున్న ప్రదేశం పరిశీలించదగిన విశ్వంగా మారింది.

బిగ్ బ్యాంగ్-పూర్వ యుగం దాని స్వంత ద్రవ్యోల్బణ విస్తరణకు లోనవుతున్నందున, హోరిజోన్ పారడాక్స్‌కు గుత్ యొక్క పరిష్కారం స్వయంచాలకంగా ఈ విశ్వోద్భవ దృష్టాంతంలో నిర్మించబడింది. వెనిజియానో ​​చెప్పినట్లుగా (1998 ఇంటర్వ్యూలో), "స్ట్రింగ్ థియరీ మాకు వెండి పళ్ళెంలో ద్రవ్యోల్బణ విశ్వోద్భవ శాస్త్రం యొక్క సంస్కరణను అందజేస్తుంది."

స్ట్రింగ్ కాస్మోలజీ అధ్యయనం త్వరగా క్రియాశీల మరియు ఉత్పాదక పరిశోధన యొక్క ప్రాంతంగా మారుతోంది. ఉదాహరణకు, బిగ్ బ్యాంగ్‌కు ముందు పరిణామం యొక్క దృశ్యం ఒకటి కంటే ఎక్కువసార్లు తీవ్ర చర్చకు దారితీసింది మరియు భవిష్యత్ కాస్మోలాజికల్ సూత్రీకరణలో దాని స్థానం స్పష్టంగా లేదు. అయితే, రెండవ సూపర్ స్ట్రింగ్ విప్లవం సమయంలో కనుగొనబడిన ఫలితాలపై భౌతిక శాస్త్రవేత్తల అవగాహనపై ఈ కాస్మోలాజికల్ సూత్రీకరణ దృఢంగా ఆధారపడి ఉంటుందనడంలో సందేహం లేదు. ఉదాహరణకు, బహుమితీయ పొరల ఉనికి యొక్క కాస్మోలాజికల్ పరిణామాలు ఇప్పటికీ అస్పష్టంగా ఉన్నాయి. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, పూర్తి చేసిన M- సిద్ధాంతం యొక్క విశ్లేషణ ఫలితంగా విశ్వం యొక్క ఉనికి యొక్క మొదటి క్షణాల ఆలోచన ఎలా మారుతుంది? ఈ అంశంపై తీవ్ర పరిశోధనలు జరుగుతున్నాయి.

సైన్స్ అనేది ఒక అపారమైన రంగం మరియు ప్రతిరోజూ పెద్ద మొత్తంలో పరిశోధనలు మరియు ఆవిష్కరణలు జరుగుతాయి మరియు కొన్ని సిద్ధాంతాలు ఆసక్తికరంగా ఉన్నాయని గమనించాలి, కానీ అదే సమయంలో వాటికి నిజమైన ధృవీకరణ లేదు మరియు “వేలాడుతూ ఉంటుంది గాలి."

స్ట్రింగ్ థియరీ అంటే ఏమిటి?

కంపనం రూపంలో కణాలను సూచించే భౌతిక సిద్ధాంతాన్ని స్ట్రింగ్ థియరీ అంటారు. ఈ తరంగాలు ఒకే పరామితిని కలిగి ఉంటాయి - రేఖాంశం మరియు ఎత్తు లేదా వెడల్పు లేదు. స్ట్రింగ్ థియరీ అంటే ఏమిటో గుర్తించడంలో, అది వివరించే ప్రధాన పరికల్పనలను మనం చూడాలి.

1. చుట్టుపక్కల ఉన్న ప్రతిదీ వైబ్రేట్ చేసే థ్రెడ్‌లు మరియు శక్తి పొరలతో కూడి ఉంటుందని భావించబడుతుంది.
2. సాధారణ సాపేక్షత మరియు క్వాంటం భౌతిక శాస్త్రాన్ని కలపడానికి ప్రయత్నిస్తుంది.
3. స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం విశ్వంలోని అన్ని ప్రాథమిక శక్తులను ఏకం చేసే అవకాశాన్ని అందిస్తుంది.
4. వివిధ రకాలైన కణాల మధ్య సుష్ట కలయికను అంచనా వేస్తుంది: బోసాన్లు మరియు ఫెర్మియన్లు.
5. గతంలో గమనించని విశ్వం యొక్క కొలతలు వివరించడానికి మరియు ఊహించే అవకాశాన్ని అందిస్తుంది.

స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం - ఎవరు కనుగొన్నారు?

1. హాడ్రోనిక్ ఫిజిక్స్‌లోని దృగ్విషయాలను వివరించడానికి క్వాంటం స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం మొదట 1960లో రూపొందించబడింది. ఈ సమయంలో దీనిని అభివృద్ధి చేశారు: G. వెనిజియానో, L. సుస్కిండ్, T. గోటో మరియు ఇతరులు.
2. శాస్త్రవేత్త D. స్క్వార్ట్జ్, J. షెర్క్ మరియు T. ఎనెట్ స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం ఏమిటో చెప్పారు, ఎందుకంటే వారు బోసోనిక్ స్ట్రింగ్ పరికల్పనను అభివృద్ధి చేస్తున్నారు మరియు ఇది 10 సంవత్సరాల తరువాత జరిగింది.
3. 1980లో, ఇద్దరు శాస్త్రవేత్తలు: M. గ్రీన్ మరియు D. స్క్వార్ట్జ్ సూపర్ స్ట్రింగ్స్ సిద్ధాంతాన్ని గుర్తించారు, ఇది ప్రత్యేకమైన సమరూపతలను కలిగి ఉంది.
4. ప్రతిపాదిత పరికల్పనపై పరిశోధన ఇప్పటికీ కొనసాగుతోంది, అయితే ఇది ఇంకా నిరూపించబడలేదు.

స్ట్రింగ్ థియరీ - ఫిలాసఫీ

స్ట్రింగ్ థియరీతో సంబంధం ఉన్న తాత్విక దిశ ఉంది మరియు దానిని మోనాడ్ అంటారు. ఇది ఏదైనా సమాచారాన్ని కుదించడానికి చిహ్నాలను ఉపయోగించడాన్ని కలిగి ఉంటుంది. మోనాడ్ మరియు స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం తత్వశాస్త్రంలో వ్యతిరేకతలు మరియు ద్వంద్వాలను ఉపయోగించుకుంటాయి. అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన సాధారణ మొనాడ్ చిహ్నం యిన్-యాంగ్. నిపుణులు స్ట్రింగ్ థియరీని ఫ్లాట్, మోనాడ్‌పై కాకుండా వాల్యూమెట్రిక్‌పై చిత్రీకరించాలని ప్రతిపాదించారు, ఆపై స్ట్రింగ్‌లు వాస్తవంగా ఉంటాయి, అయినప్పటికీ వాటి పొడవు చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

వాల్యూమెట్రిక్ మొనాడ్ ఉపయోగించినట్లయితే, యిన్-యాంగ్‌ను విభజించే పంక్తి ఒక విమానం అవుతుంది మరియు మల్టీడైమెన్షనల్ మొనాడ్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, స్పైరల్‌గా వంకరగా ఉండే వాల్యూమ్ పొందబడుతుంది. బహుమితీయ మొనాడ్‌లకు సంబంధించిన తత్వశాస్త్రంపై ఇంకా పని లేదు - ఇది భవిష్యత్తు అధ్యయనం కోసం ఒక ప్రాంతం. తత్వవేత్తలు జ్ఞానం అనేది అంతులేని ప్రక్రియ అని నమ్ముతారు మరియు విశ్వం యొక్క ఏకీకృత నమూనాను రూపొందించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నప్పుడు, ఒక వ్యక్తి ఒకటి కంటే ఎక్కువసార్లు ఆశ్చర్యపోతాడు మరియు అతని ప్రాథమిక భావనలను మార్చుకుంటాడు.

స్ట్రింగ్ థియరీ యొక్క ప్రతికూలతలు

అనేక మంది శాస్త్రవేత్తలు ప్రతిపాదించిన పరికల్పన ధృవీకరించబడనందున, దాని శుద్ధీకరణ అవసరాన్ని సూచించే అనేక సమస్యలు ఉన్నాయని అర్థం చేసుకోవచ్చు.

1. స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం లోపాలను కలిగి ఉంది, ఉదాహరణకు, గణనల సమయంలో కొత్త రకం కణం కనుగొనబడింది - టాకియోన్లు, కానీ అవి ప్రకృతిలో ఉండవు, ఎందుకంటే వాటి ద్రవ్యరాశి యొక్క చదరపు సున్నా కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు కదలిక వేగం వేగం కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. కాంతి.
2. స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం పది డైమెన్షనల్ స్పేస్‌లో మాత్రమే ఉంటుంది, కానీ సంబంధిత ప్రశ్న: ఒక వ్యక్తి ఇతర పరిమాణాలను ఎందుకు గ్రహించలేడు?

స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం - రుజువు

వైజ్ఞానిక ఆధారాలపై ఆధారపడిన రెండు ప్రధాన భౌతిక సంప్రదాయాలు వాస్తవానికి ఒకదానికొకటి విరుద్ధంగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే అవి సూక్ష్మ స్థాయిలో విశ్వం యొక్క నిర్మాణాన్ని విభిన్నంగా సూచిస్తాయి. వాటిని ప్రయత్నించడానికి, కాస్మిక్ స్ట్రింగ్స్ సిద్ధాంతం ప్రతిపాదించబడింది. అనేక అంశాలలో, ఇది పదాలలో మాత్రమే కాకుండా, గణిత గణనలలో కూడా నమ్మదగినదిగా కనిపిస్తుంది, కానీ నేడు ఒక వ్యక్తి దానిని ఆచరణాత్మకంగా నిరూపించడానికి అవకాశం లేదు. స్ట్రింగ్‌లు ఉనికిలో ఉన్నట్లయితే, అవి మైక్రోస్కోపిక్ స్థాయిలో ఉంటాయి మరియు వాటిని గుర్తించడానికి ఇంకా సాంకేతిక సామర్థ్యం లేదు.

స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం మరియు దేవుడు

ప్రసిద్ధ సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త M. కాకు దేవుని ఉనికిని నిరూపించడానికి స్ట్రింగ్ పరికల్పనను ఉపయోగించే ఒక సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించారు. ప్రపంచంలోని ప్రతిదీ ఒకే మనస్సు ద్వారా స్థాపించబడిన కొన్ని చట్టాలు మరియు నియమాల ప్రకారం నడుస్తుందని అతను నిర్ధారణకు వచ్చాడు. కాకు ప్రకారం, స్ట్రింగ్ థియరీ మరియు విశ్వం యొక్క దాగి ఉన్న కొలతలు ప్రకృతి యొక్క అన్ని శక్తులను ఏకం చేసే సమీకరణాన్ని రూపొందించడంలో సహాయపడతాయి మరియు భగవంతుని మనస్సును అర్థం చేసుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది. అతను తన పరికల్పనను టాచియోన్ కణాలపై కేంద్రీకరిస్తాడు, ఇవి కాంతి కంటే వేగంగా కదులుతాయి. ఐన్‌స్టీన్ కూడా అలాంటి భాగాలను కనుగొంటే, కాలాన్ని వెనక్కి తరలించడం సాధ్యమవుతుందని చెప్పారు.

ప్రయోగాల శ్రేణిని నిర్వహించిన తరువాత, కాకు మానవ జీవితం స్థిరమైన చట్టాలచే నిర్వహించబడుతుందని మరియు విశ్వ ప్రమాదాలకు ప్రతిస్పందించదని నిర్ధారించాడు. జీవితం యొక్క స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం ఉనికిలో ఉంది మరియు ఇది జీవితాన్ని నియంత్రించే మరియు దానిని సంపూర్ణంగా చేసే తెలియని శక్తితో ముడిపడి ఉంది. అతని అభిప్రాయం ప్రకారం, ఇది ఏమిటి. సర్వశక్తిమంతుడి మనస్సు నుండి వెలువడే తీగలను విశ్వం కంపిస్తున్నదని కాకు ఖచ్చితంగా చెప్పాడు.

వాస్తవానికి, విశ్వం యొక్క తీగలు మనం ఊహించిన వాటితో సమానంగా ఉండవు. స్ట్రింగ్ థియరీలో, అవి శక్తి యొక్క చాలా చిన్న వైబ్రేటింగ్ థ్రెడ్‌లు. ఈ థ్రెడ్‌లు చాలా చిన్న "రబ్బరు బ్యాండ్‌ల" లాగా ఉంటాయి, ఇవి అన్ని రకాలుగా మెలికలు తిరుగుతాయి, సాగదీయగలవు మరియు కుదించగలవు. అయినప్పటికీ, ఇవన్నీ విశ్వం యొక్క సింఫొనీని "ప్లే" చేయడం అసాధ్యం అని కాదు, ఎందుకంటే, స్ట్రింగ్ థియరిస్టుల ప్రకారం, ఉనికిలో ఉన్న ప్రతిదీ ఈ "థ్రెడ్లు" కలిగి ఉంటుంది.

భౌతిక వైరుధ్యం

19వ శతాబ్దపు ద్వితీయార్థంలో, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు తమ శాస్త్రంలో గంభీరంగా ఏమీ కనుగొనబడలేదని అనిపించింది. క్లాసికల్ ఫిజిక్స్ దానిలో ఎటువంటి తీవ్రమైన సమస్యలు లేవని విశ్వసించింది మరియు ప్రపంచం యొక్క మొత్తం నిర్మాణం ఖచ్చితంగా నియంత్రించబడిన మరియు ఊహాజనిత యంత్రం వలె కనిపిస్తుంది. ఇబ్బంది, ఎప్పటిలాగే, అర్ధంలేని కారణంగా జరిగింది - సైన్స్ యొక్క స్పష్టమైన, అర్థమయ్యే ఆకాశంలో ఇప్పటికీ మిగిలి ఉన్న చిన్న “మేఘాలలో” ఒకటి. అవి, పూర్తిగా నల్లని శరీరం యొక్క రేడియేషన్ శక్తిని లెక్కించేటప్పుడు (ఏదైనా ఉష్ణోగ్రత వద్ద, తరంగదైర్ఘ్యంతో సంబంధం లేకుండా దానిపై రేడియేషన్ సంఘటనను పూర్తిగా గ్రహించే ఊహాజనిత శరీరం - NS).

ఏదైనా పూర్తిగా నల్లని శరీరం యొక్క మొత్తం రేడియేషన్ శక్తి అనంతంగా పెద్దదిగా ఉండాలని లెక్కలు చూపించాయి. అటువంటి స్పష్టమైన అసంబద్ధత నుండి బయటపడటానికి, జర్మన్ శాస్త్రవేత్త మాక్స్ ప్లాంక్ 1900లో కనిపించే కాంతి, X-కిరణాలు మరియు ఇతర విద్యుదయస్కాంత తరంగాలను కొన్ని వివిక్త శక్తి భాగాల ద్వారా మాత్రమే విడుదల చేయవచ్చని ప్రతిపాదించాడు, దానిని అతను క్వాంటా అని పిలిచాడు. వారి సహాయంతో, పూర్తిగా నల్ల శరీరం యొక్క నిర్దిష్ట సమస్యను పరిష్కరించడం సాధ్యమైంది. అయినప్పటికీ, నిర్ణయాత్మకత కోసం క్వాంటం పరికల్పన యొక్క పరిణామాలు ఇంకా గ్రహించబడలేదు. 1926 వరకు, మరొక జర్మన్ శాస్త్రవేత్త వెర్నర్ హైసెన్‌బర్గ్ ప్రసిద్ధ అనిశ్చితి సూత్రాన్ని రూపొందించారు.

దాని సారాంశం ఏమిటంటే, గతంలోని అన్ని ఆధిపత్య ప్రకటనలకు విరుద్ధంగా, భౌతిక చట్టాల ఆధారంగా భవిష్యత్తును అంచనా వేసే మన సామర్థ్యాన్ని ప్రకృతి పరిమితం చేస్తుంది. మేము సబ్‌టామిక్ కణాల భవిష్యత్తు మరియు వర్తమానం గురించి మాట్లాడుతున్నాము. మన చుట్టూ ఉన్న మాక్రోకోస్మ్‌లో ఏ విషయాలు ఎలా ఉంటాయో దానికి పూర్తి భిన్నంగా అవి ప్రవర్తిస్తున్నాయని తేలింది. సబ్‌టామిక్ స్థాయిలో, స్థలం యొక్క ఫాబ్రిక్ అసమానంగా మరియు అస్తవ్యస్తంగా మారుతుంది. చిన్న కణాల ప్రపంచం చాలా అల్లకల్లోలంగా మరియు అపారమయినది, అది ఇంగితజ్ఞానాన్ని ధిక్కరిస్తుంది. స్థలం మరియు సమయం చాలా వక్రీకృతమై మరియు ముడిపడి ఉన్నాయి, ఎడమ మరియు కుడి, పైకి క్రిందికి లేదా ముందు మరియు తరువాత కూడా సాధారణ భావనలు లేవు.

ఒక నిర్దిష్ట కణం ప్రస్తుతం అంతరిక్షంలో ఏ బిందువులో ఉంది మరియు దాని కోణీయ మొమెంటం ఏమిటో ఖచ్చితంగా చెప్పడానికి మార్గం లేదు. స్పేస్-టైమ్‌లోని అనేక ప్రాంతాలలో కణాన్ని కనుగొనే నిర్దిష్ట సంభావ్యత మాత్రమే ఉంది. సబ్‌టామిక్ స్థాయిలో ఉన్న కణాలు అంతరిక్షం అంతటా "స్మెయర్డ్" గా కనిపిస్తాయి. అంతే కాదు, కణాల యొక్క "స్థితి" కూడా నిర్వచించబడలేదు: కొన్ని సందర్భాల్లో అవి తరంగాల వలె ప్రవర్తిస్తాయి, మరికొన్నింటిలో అవి కణాల లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తాయి. దీనినే భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క వేవ్-పార్టికల్ ద్వంద్వత్వం అని పిలుస్తారు.

ప్రపంచ నిర్మాణం యొక్క స్థాయిలు: 1. స్థూల స్థాయి - పదార్థం 2. పరమాణు స్థాయి 3. పరమాణు స్థాయి - ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్లు 4. సబ్‌టామిక్ స్థాయి - ఎలక్ట్రాన్ 5. సబ్‌టామిక్ స్థాయి - క్వార్క్‌లు 6. స్ట్రింగ్ స్థాయి /©బ్రూనో పి. రామోస్

సాధారణ సాపేక్షత సిద్ధాంతంలో, వ్యతిరేక చట్టాలు ఉన్న రాష్ట్రంలో ఉన్నట్లుగా, పరిస్థితి ప్రాథమికంగా భిన్నంగా ఉంటుంది. స్పేస్ ట్రామ్పోలిన్ లాగా కనిపిస్తుంది - ద్రవ్యరాశి ఉన్న వస్తువులతో వంగి మరియు సాగదీయగల మృదువైన బట్ట. అవి స్పేస్-టైమ్‌లో వార్ప్‌లను సృష్టిస్తాయి-మనం గురుత్వాకర్షణగా అనుభవించేది. శ్రావ్యమైన, సరైన మరియు ఊహాజనిత సాపేక్షత సాధారణ సిద్ధాంతం "విపరీత పోకిరి" - క్వాంటం మెకానిక్స్‌తో కరగని సంఘర్షణలో ఉందని ప్రత్యేకంగా చెప్పనవసరం లేదు మరియు ఫలితంగా, స్థూల ప్రపంచం మైక్రోవరల్డ్‌తో "శాంతి" చేయదు. ఇక్కడే స్ట్రింగ్ థియరీ రెస్క్యూకి వస్తుంది.

2D విశ్వం. పాలిహెడ్రాన్ గ్రాఫ్ E8 /©జాన్ స్టెంబ్రిడ్జ్/అట్లాస్ ఆఫ్ లై గ్రూప్స్ ప్రాజెక్ట్

థియరీ ఆఫ్ ఎవ్రీథింగ్

స్ట్రింగ్ థియరీ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలందరి కలను కలిగి ఉంది, ఇది రెండు ప్రాథమిక విరుద్ధమైన సాధారణ సాపేక్షత మరియు క్వాంటం మెకానిక్స్‌ను ఏకీకృతం చేస్తుంది, ఇది గొప్ప "జిప్సీ మరియు ట్రాంప్" ఆల్బర్ట్ ఐన్‌స్టీన్‌ను అతని రోజుల చివరి వరకు వెంటాడింది.

గెలాక్సీల అద్భుతమైన నృత్యం నుండి సబ్‌టామిక్ కణాల క్రేజీ డ్యాన్స్ వరకు అన్నీ అంతిమంగా కేవలం ఒక ప్రాథమిక భౌతిక సూత్రం ద్వారా వివరించబడతాయని చాలా మంది శాస్త్రవేత్తలు నమ్ముతున్నారు. కొన్ని సొగసైన సూత్రంలో అన్ని రకాల శక్తి, కణాలు మరియు పరస్పర చర్యలను ఏకం చేసే ఒకే చట్టం కూడా కావచ్చు.

సాధారణ సాపేక్షత విశ్వంలోని అత్యంత ప్రసిద్ధ శక్తులలో ఒకదానిని వివరిస్తుంది - గురుత్వాకర్షణ. క్వాంటం మెకానిక్స్ మూడు ఇతర శక్తులను వివరిస్తుంది: బలమైన అణుశక్తి, ఇది పరమాణువులలో ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్‌లను ఒకదానితో ఒకటి అతుక్కొని, విద్యుదయస్కాంతత్వం మరియు రేడియోధార్మిక క్షయంలో పాల్గొనే బలహీన శక్తి. పరమాణువు యొక్క అయనీకరణం నుండి నక్షత్రం పుట్టిన వరకు విశ్వంలో ఏదైనా సంఘటన ఈ నాలుగు శక్తుల ద్వారా పదార్థం యొక్క పరస్పర చర్యల ద్వారా వివరించబడుతుంది.

అత్యంత సంక్లిష్టమైన గణితశాస్త్రం సహాయంతో, విద్యుదయస్కాంత మరియు బలహీనమైన సంకర్షణలు ఒక సాధారణ స్వభావాన్ని కలిగి ఉన్నాయని చూపించడం సాధ్యమైంది, వాటిని ఒకే ఎలక్ట్రోవీక్ పరస్పర చర్యగా కలపడం. తదనంతరం, వాటికి బలమైన అణు పరస్పర చర్య జోడించబడింది - కానీ గురుత్వాకర్షణ వాటిని ఏ విధంగానూ చేరదు. స్ట్రింగ్ థియరీ నాలుగు శక్తులను అనుసంధానించడానికి అత్యంత తీవ్రమైన అభ్యర్థులలో ఒకటి, అందువలన, విశ్వంలోని అన్ని దృగ్విషయాలను స్వీకరించడం - దీనిని "థియరీ ఆఫ్ ఎవ్రీథింగ్" అని కూడా పిలుస్తారు.

ప్రారంభంలో ఒక పురాణం ఉండేది

ఇప్పటి వరకు, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలందరూ స్ట్రింగ్ థియరీతో సంతోషించలేదు. మరియు దాని ప్రదర్శన యొక్క తెల్లవారుజామున, ఇది వాస్తవికతకు చాలా దూరంగా ఉన్నట్లు అనిపించింది. ఆమె పుట్టుక ఒక పురాణం.

1960ల చివరలో, ఒక యువ ఇటాలియన్ సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త, గాబ్రియెల్ వెనెజియానో, బలమైన అణుశక్తిని వివరించగల సమీకరణాల కోసం శోధించాడు-అణువుల కేంద్రకాలను ఒకదానితో ఒకటి ఉంచి, ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్‌లను కలిపి ఉంచే అత్యంత శక్తివంతమైన "జిగురు". పురాణాల ప్రకారం, ఒక రోజు అతను అనుకోకుండా గణిత శాస్త్ర చరిత్రపై ఒక మురికి పుస్తకంపై పొరపాటు పడ్డాడు, అందులో అతను రెండు వందల సంవత్సరాల నాటి ఫంక్షన్‌ను మొదట స్విస్ గణిత శాస్త్రజ్ఞుడు లియోన్‌హార్డ్ ఆయిలర్ వ్రాసాడు. దీర్ఘకాలంగా గణిత సంబంధమైన ఉత్సుకత కంటే మరేమీ పరిగణించబడని ఆయిలర్ ఫంక్షన్ ఈ బలమైన పరస్పర చర్యను వివరించిందని వెనిజియానో ​​కనుగొన్నప్పుడు అతని ఆశ్చర్యాన్ని ఊహించండి.

ఇది నిజంగా ఎలా ఉంది? ఫార్ములా బహుశా వెనిజియానో ​​యొక్క అనేక సంవత్సరాల కృషి ఫలితంగా ఉండవచ్చు మరియు స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం యొక్క ఆవిష్కరణ దిశగా మొదటి అడుగు వేయడానికి అవకాశం మాత్రమే సహాయపడింది. బలమైన శక్తిని అద్భుతంగా వివరించిన ఆయిలర్ యొక్క పనితీరు కొత్త జీవితాన్ని పొందింది.

చివరికి, ఇది యువ అమెరికన్ సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త లియోనార్డ్ సస్కిండ్ దృష్టిని ఆకర్షించింది, అతను మొదటగా, అంతర్గత నిర్మాణం లేని మరియు కంపించగల కణాలను వివరించిన సూత్రాన్ని చూశాడు. ఈ కణాలు కేవలం పాయింట్ పార్టికల్స్ కానటువంటి విధంగా ప్రవర్తించాయి. సస్కిండ్ అర్థం చేసుకున్నారు - ఫార్ములా సాగే బ్యాండ్ లాంటి థ్రెడ్‌ను వివరిస్తుంది. ఆమె సాగదీయడం మరియు సంకోచించడమే కాకుండా, డోలనం మరియు మెలికలు కూడా చేయగలదు. తన ఆవిష్కరణను వివరించిన తర్వాత, సస్కిండ్ స్ట్రింగ్స్ యొక్క విప్లవాత్మక ఆలోచనను పరిచయం చేశాడు.

దురదృష్టవశాత్తు, అతని సహోద్యోగులలో అత్యధికులు ఈ సిద్ధాంతాన్ని చాలా కూల్‌గా అభినందించారు.

ప్రామాణిక మోడల్

ఆ సమయంలో, సాంప్రదాయిక శాస్త్రం కణాలను తీగలుగా కాకుండా పాయింట్లుగా సూచించింది. కొన్నేళ్లుగా, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు సబ్‌టామిక్ కణాల ప్రవర్తనను అధిక వేగంతో ఢీకొట్టడం ద్వారా మరియు ఈ ఘర్షణల యొక్క పరిణామాలను అధ్యయనం చేయడం ద్వారా అధ్యయనం చేశారు. విశ్వం ఊహించిన దానికంటే చాలా గొప్పదని తేలింది. ఇది ప్రాథమిక కణాల యొక్క నిజమైన "జనాభా పేలుడు". ఫిజిక్స్ గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థులు తాము కొత్త కణాన్ని కనుగొన్నామని కేకలు వేస్తూ కారిడార్‌ల గుండా పరిగెత్తారు - వాటిని సూచించడానికి తగినంత అక్షరాలు కూడా లేవు. కానీ, అయ్యో, కొత్త కణాల “ప్రసూతి ఆసుపత్రి” లో, శాస్త్రవేత్తలు ప్రశ్నకు సమాధానం కనుగొనలేకపోయారు - వాటిలో చాలా ఎందుకు ఉన్నాయి మరియు అవి ఎక్కడ నుండి వచ్చాయి?

ఇది అసాధారణమైన మరియు ఆశ్చర్యకరమైన అంచనా వేయడానికి భౌతిక శాస్త్రవేత్తలను ప్రేరేపించింది - ప్రకృతిలో పనిచేసే శక్తులను కణాల పరంగా కూడా వివరించవచ్చని వారు గ్రహించారు. అంటే, పదార్థం యొక్క కణాలు ఉన్నాయి మరియు పరస్పర చర్యలను కలిగి ఉన్న కణాలు ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, ఫోటాన్ కాంతి కణం. ఈ క్యారియర్ కణాలు ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే - అదే ఫోటాన్‌లు మారే కణాల మార్పిడి - కాంతి ప్రకాశవంతంగా ఉంటుంది. వాహక కణాల యొక్క ఈ ప్రత్యేక మార్పిడి మనం శక్తిగా భావించే దానికంటే మరేమీ కాదని శాస్త్రవేత్తలు అంచనా వేశారు. ఇది ప్రయోగాల ద్వారా నిర్ధారించబడింది. శక్తులను ఏకం చేయాలనే ఐన్‌స్టీన్ కలకి భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఈ విధంగా చేరువయ్యారు.

ప్రామాణిక నమూనాలో వివిధ కణాల మధ్య పరస్పర చర్యలు /

విశ్వం ట్రిలియన్ల డిగ్రీల వేడిగా ఉన్న బిగ్ బ్యాంగ్ తర్వాత మనం వేగంగా ముందుకు సాగితే, విద్యుదయస్కాంతత్వం మరియు బలహీనమైన శక్తిని మోసే కణాలు వేరు చేయలేనివి మరియు ఎలక్ట్రోవీక్ ఫోర్స్ అని పిలువబడే ఒకే శక్తిగా మిళితం అవుతాయని శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తున్నారు. మరియు మనం సమయానికి మరింత వెనక్కి వెళితే, ఎలక్ట్రోవీక్ ఇంటరాక్షన్ బలమైన దానితో కలిపి మొత్తం "సూపర్ ఫోర్స్"గా మారుతుంది.

ఇవన్నీ ఇప్పటికీ నిరూపించబడటానికి వేచి ఉన్నప్పటికీ, క్వాంటం మెకానిక్స్ అకస్మాత్తుగా నాలుగు శక్తులలో మూడు సబ్‌టామిక్ స్థాయిలో ఎలా సంకర్షణ చెందుతాయో వివరించింది. మరియు ఆమె దానిని అందంగా మరియు స్థిరంగా వివరించింది. పరస్పర చర్యల యొక్క ఈ పొందికైన చిత్రం చివరికి ప్రామాణిక నమూనాగా పిలువబడింది. కానీ, అయ్యో, ఈ పరిపూర్ణ సిద్ధాంతానికి ఒక పెద్ద సమస్య ఉంది - ఇది అత్యంత ప్రసిద్ధ స్థూల-స్థాయి శక్తిని కలిగి లేదు - గురుత్వాకర్షణ.

గ్రావిటన్

స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం కోసం, ఇంకా "వికసించే" సమయం లేదు, "శరదృతువు" వచ్చింది; ఉదాహరణకు, సిద్ధాంతం యొక్క లెక్కలు కణాల ఉనికిని అంచనా వేసింది, ఇది త్వరలో స్థాపించబడినట్లుగా, ఉనికిలో లేదు. ఇది టాచియోన్ అని పిలవబడేది - కాంతి కంటే వేగంగా శూన్యంలో కదిలే ఒక కణం. ఇతర విషయాలతోపాటు, సిద్ధాంతానికి 10 కొలతలు అవసరమని తేలింది. ఇది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు చాలా గందరగోళంగా ఉండటంలో ఆశ్చర్యం లేదు, ఎందుకంటే ఇది మనం చూసే దానికంటే పెద్దది.

1973 నాటికి, కొంతమంది యువ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పటికీ స్ట్రింగ్ థియరీ యొక్క రహస్యాలను పట్టుకుంటున్నారు. వారిలో ఒకరు అమెరికన్ సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త జాన్ స్క్వార్ట్జ్. నాలుగు సంవత్సరాల పాటు, స్క్వార్ట్జ్ వికృత సమీకరణాలను మచ్చిక చేసుకోవడానికి ప్రయత్నించాడు, కానీ ఫలించలేదు. ఇతర సమస్యలతో పాటు, ఈ సమీకరణాలలో ఒకటి ద్రవ్యరాశి లేని మరియు ప్రకృతిలో గమనించబడని మర్మమైన కణాన్ని వివరించడంలో కొనసాగింది.

శాస్త్రవేత్త అప్పటికే తన వినాశకరమైన వ్యాపారాన్ని విడిచిపెట్టాలని నిర్ణయించుకున్నాడు, ఆపై అది అతనికి అర్థమైంది - బహుశా స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం యొక్క సమీకరణాలు కూడా గురుత్వాకర్షణను వివరిస్తాయా? ఏది ఏమైనప్పటికీ, ఇది సిద్ధాంతం యొక్క ప్రధాన "హీరోల" పరిమాణాల పునర్విమర్శను సూచిస్తుంది - స్ట్రింగ్స్. తీగలను అణువు కంటే బిలియన్ల మరియు బిలియన్ల రెట్లు చిన్నవిగా భావించడం ద్వారా, "స్ట్రింగర్లు" సిద్ధాంతం యొక్క ప్రతికూలతను దాని ప్రయోజనంగా మార్చారు. జాన్ స్క్వార్ట్జ్ చాలా పట్టుదలతో వదిలించుకోవడానికి ప్రయత్నించిన మర్మమైన కణం ఇప్పుడు గురుత్వాకర్షణగా పనిచేసింది - ఇది చాలా కాలంగా కోరిన మరియు గురుత్వాకర్షణను క్వాంటం స్థాయికి బదిలీ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. స్టాండర్డ్ మోడల్‌లో లేని గురుత్వాకర్షణతో స్ట్రింగ్ థియరీ ఈ విధంగా పజిల్‌ను పూర్తి చేసింది. కానీ, అయ్యో, ఈ ఆవిష్కరణకు కూడా శాస్త్రీయ సంఘం ఏ విధంగానూ స్పందించలేదు. స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం మనుగడ అంచున ఉండిపోయింది. కానీ అది స్క్వార్ట్జ్‌ను ఆపలేదు. ఒక శాస్త్రవేత్త మాత్రమే అతని శోధనలో చేరాలని కోరుకున్నాడు, రహస్యమైన తీగల కోసం తన వృత్తిని పణంగా పెట్టడానికి సిద్ధంగా ఉన్నాడు - మైఖేల్ గ్రీన్.

సబ్‌టామిక్ గూడు బొమ్మలు

ప్రతిదీ ఉన్నప్పటికీ, 1980ల ప్రారంభంలో, స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం ఇప్పటికీ కరగని వైరుధ్యాలను కలిగి ఉంది, దీనిని సైన్స్‌లో అనామలీస్ అని పిలుస్తారు. స్క్వార్ట్జ్ మరియు గ్రీన్ వాటిని తొలగించడానికి సిద్ధమయ్యారు. మరియు వారి ప్రయత్నాలు ఫలించలేదు: శాస్త్రవేత్తలు సిద్ధాంతంలో కొన్ని వైరుధ్యాలను తొలగించగలిగారు. శాస్త్రీయ సమాజం యొక్క ప్రతిచర్య శాస్త్రీయ ప్రపంచాన్ని పేల్చివేసినప్పుడు, తమ సిద్ధాంతాన్ని విస్మరించారనే వాస్తవం ఇప్పటికే అలవాటుపడిన ఈ ఇద్దరి ఆశ్చర్యాన్ని ఊహించుకోండి. ఒక సంవత్సరం లోపే, స్ట్రింగ్ థియరిస్టుల సంఖ్య వందల మందికి పెరిగింది. అప్పుడే స్ట్రింగ్ థియరీకి థియరీ ఆఫ్ ఎవ్రీథింగ్ అనే బిరుదు లభించింది. కొత్త సిద్ధాంతం విశ్వంలోని అన్ని భాగాలను వివరించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్నట్లు అనిపించింది. మరియు ఇవి భాగాలు.

ప్రతి అణువు, మనకు తెలిసినట్లుగా, ఇంకా చిన్న కణాలను కలిగి ఉంటుంది - ఎలక్ట్రాన్లు, ఇవి ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లతో కూడిన కేంద్రకం చుట్టూ తిరుగుతాయి. ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లు, క్రమంగా, చిన్న కణాలను కలిగి ఉంటాయి - క్వార్క్స్. అయితే ఇది క్వార్క్‌లతో ముగియదని స్ట్రింగ్ థియరీ చెబుతోంది. క్వార్క్‌లు తీగలను పోలి ఉండే చిన్న, మెలికలు తిరుగుతున్న శక్తి తంతువులతో రూపొందించబడ్డాయి. ఈ తీగలు ప్రతి ఒక్కటి ఊహించలేనంత చిన్నవి.

సౌర వ్యవస్థ పరిమాణంలో పరమాణువును పెంచినట్లయితే, తీగ చెట్టు పరిమాణంలో ఉంటుంది. సెల్లో స్ట్రింగ్‌లోని వివిధ వైబ్రేషన్‌లు మనం వినేవాటిని సృష్టించినట్లే, వివిధ సంగీత స్వరాలు, స్ట్రింగ్ యొక్క కంపనం యొక్క వివిధ మార్గాలు (మోడ్‌లు) కణాలకు వాటి ప్రత్యేక లక్షణాలను ఇస్తాయి - ద్రవ్యరాశి, ఛార్జ్ మొదలైనవి. సాపేక్షంగా చెప్పాలంటే, మీ గోరు కొన వద్ద ఉన్న ప్రోటాన్‌లు ఇంకా కనుగొనబడని గ్రావిటాన్‌కు ఎలా భిన్నంగా ఉంటాయో మీకు తెలుసా? వాటిని రూపొందించే చిన్న తీగల సేకరణ మరియు ఆ స్ట్రింగ్‌లు వైబ్రేట్ అయ్యే విధానం ద్వారా మాత్రమే.

అయితే, ఇదంతా ఆశ్చర్యం కలిగించే విషయమే. ప్రాచీన గ్రీస్ కాలం నుండి, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఈ ప్రపంచంలోని ప్రతిదీ బంతులు, చిన్న కణాలు వంటి వాటిని కలిగి ఉంటారనే వాస్తవాన్ని అలవాటు చేసుకున్నారు. అందువల్ల, క్వాంటం మెకానిక్స్ నుండి అనుసరించే ఈ బంతుల యొక్క అశాస్త్రీయ ప్రవర్తనకు అలవాటు పడటానికి సమయం లేకపోవడంతో, వారు నమూనాను పూర్తిగా విడిచిపెట్టి, కొన్ని రకాల స్పఘెట్టి స్క్రాప్‌లతో పనిచేయమని అడుగుతారు.

ఐదవ డైమెన్షన్

చాలా మంది శాస్త్రవేత్తలు స్ట్రింగ్ థియరీని గణితం యొక్క విజయంగా పేర్కొన్నప్పటికీ, కొన్ని సమస్యలు ఇప్పటికీ అలాగే ఉన్నాయి - ముఖ్యంగా, సమీప భవిష్యత్తులో దీనిని ప్రయోగాత్మకంగా పరీక్షించే అవకాశం లేకపోవడం. ప్రపంచంలోని ఏ ఒక్క పరికరం కూడా తీగలను "చూసే" సామర్థ్యం కలిగి ఉండదు, ఉనికిలో లేదు లేదా భవిష్యత్తులో కనిపించదు. అందువల్ల, కొంతమంది శాస్త్రవేత్తలు, మార్గం ద్వారా, ప్రశ్న కూడా అడుగుతారు: స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం భౌతిక శాస్త్రం లేదా తత్వశాస్త్రం యొక్క సిద్ధాంతమా? .. నిజమే, "మీ స్వంత కళ్ళతో" తీగలను చూడటం అస్సలు అవసరం లేదు. స్ట్రింగ్ థియరీని రుజువు చేయడానికి, దానికి బదులుగా మరొకటి అవసరం-ఏది సైన్స్ ఫిక్షన్ లాగా అనిపిస్తుంది-అంతరిక్ష స్థలం యొక్క ఉనికిని నిర్ధారించడం.

ఇది దేని గురించి? మనమందరం స్థలం మరియు ఒక సమయం యొక్క మూడు కోణాలకు అలవాటు పడ్డాము. కానీ స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం ఇతర-అదనపు-పరిమాణాల ఉనికిని అంచనా వేస్తుంది. కానీ క్రమంలో ప్రారంభిద్దాం.

వాస్తవానికి, ఇతర పరిమాణాల ఉనికి గురించి ఆలోచన దాదాపు వంద సంవత్సరాల క్రితం ఉద్భవించింది. ఇది 1919లో అప్పటికి తెలియని జర్మన్ గణిత శాస్త్రజ్ఞుడు థియోడర్ కలుజాకు గుర్తుకు వచ్చింది. మన విశ్వంలో మనకు కనిపించని మరో కోణానికి అవకాశం ఉందని ఆయన సూచించారు. ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ ఈ ఆలోచన గురించి తెలుసుకున్నాడు మరియు మొదట అతను దానిని నిజంగా ఇష్టపడ్డాడు. అయితే, తరువాత, అతను దాని కచ్చితత్వాన్ని అనుమానించాడు మరియు రెండు సంవత్సరాల పాటు కలుజా ప్రచురణను ఆలస్యం చేశాడు. అయితే, చివరికి, వ్యాసం ప్రచురించబడింది మరియు అదనపు పరిమాణం భౌతిక శాస్త్రం యొక్క మేధావికి ఒక రకమైన అభిరుచిగా మారింది.

మీకు తెలిసినట్లుగా, ఐన్‌స్టీన్ గురుత్వాకర్షణ అనేది స్థల-సమయ పరిమాణాల వైకల్యం కంటే మరేమీ కాదని చూపించాడు. విద్యుదయస్కాంతత్వం కూడా అలలు కావచ్చని కలుజా సూచించారు. మనం ఎందుకు చూడకూడదు? కలుజా ఈ ప్రశ్నకు సమాధానాన్ని కనుగొన్నారు - విద్యుదయస్కాంతత్వం యొక్క అలలు అదనపు, దాచిన పరిమాణంలో ఉండవచ్చు. అయితే అది ఎక్కడ ఉంది?

ఈ ప్రశ్నకు సమాధానాన్ని స్వీడిష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఆస్కార్ క్లైన్ అందించారు, కలుజా యొక్క ఐదవ పరిమాణం ఒకే అణువు పరిమాణం కంటే బిలియన్ల రెట్లు బలంగా ముడుచుకున్నదని, అందుకే మనం దానిని చూడలేమని సూచించాడు. మన చుట్టూ ఉన్న ఈ చిన్న పరిమాణం యొక్క ఆలోచన స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం యొక్క గుండె వద్ద ఉంది.

అదనపు వక్రీకృత పరిమాణాల యొక్క ప్రతిపాదిత రూపాలలో ఒకటి. ఈ ప్రతి రూపాల లోపల, ఒక స్ట్రింగ్ కంపిస్తుంది మరియు కదులుతుంది - విశ్వం యొక్క ప్రధాన భాగం. ప్రతి రూపం ఆరు డైమెన్షనల్ - ఆరు అదనపు కొలతల సంఖ్య ప్రకారం /

పది కొలతలు

కానీ వాస్తవానికి, స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం యొక్క సమీకరణాలకు ఒకటి కూడా అవసరం లేదు, కానీ ఆరు అదనపు కొలతలు (మొత్తంగా, మనకు తెలిసిన నాలుగుతో, వాటిలో సరిగ్గా 10 ఉన్నాయి). అవన్నీ చాలా వక్రీకృత మరియు వక్ర సంక్లిష్ట ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటాయి. మరియు ప్రతిదీ ఊహించలేనంత చిన్నది.

ఈ చిన్న కొలతలు మన పెద్ద ప్రపంచాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేయగలవు? స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం ప్రకారం, ఇది నిర్ణయాత్మకమైనది: దాని కోసం, ఆకారం ప్రతిదీ నిర్ణయిస్తుంది. మీరు శాక్సోఫోన్‌లో వేర్వేరు కీలను నొక్కినప్పుడు, మీరు వేర్వేరు శబ్దాలను పొందుతారు. ఇది జరుగుతుంది ఎందుకంటే మీరు నిర్దిష్ట కీని లేదా కీల కలయికను నొక్కినప్పుడు, మీరు గాలి ప్రసరించే సంగీత వాయిద్యంలోని స్థలం ఆకారాన్ని మారుస్తారు. దీనికి ధన్యవాదాలు, వివిధ శబ్దాలు పుట్టాయి.

స్ట్రింగ్ థియరీ స్పేస్ యొక్క అదనపు వక్ర మరియు వక్రీకృత కొలతలు ఇదే విధంగా వ్యక్తమవుతాయని సూచిస్తున్నాయి. ఈ అదనపు కొలతలు యొక్క ఆకారాలు సంక్లిష్టమైనవి మరియు వైవిధ్యమైనవి, మరియు ప్రతి ఒక్కటి వాటి ఆకారాల కారణంగా అటువంటి కొలతలలో ఉన్న స్ట్రింగ్ విభిన్నంగా కంపించేలా చేస్తుంది. అన్నింటికంటే, ఉదాహరణకు, ఒక తీగ జగ్ లోపల మరియు మరొకటి వంగిన పోస్ట్ హార్న్ లోపల కంపిస్తుంది అని మనం ఊహిస్తే, ఇవి పూర్తిగా భిన్నమైన కంపనాలుగా ఉంటాయి. అయినప్పటికీ, మీరు స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతాన్ని విశ్వసిస్తే, వాస్తవానికి అదనపు కొలతలు యొక్క రూపాలు జగ్ కంటే చాలా క్లిష్టంగా కనిపిస్తాయి.

ప్రపంచం ఎలా పనిచేస్తుంది

ఈ రోజు సైన్స్ విశ్వం యొక్క ప్రాథమిక స్థిరాంకాలు అయిన సంఖ్యల సమితిని తెలుసు. మన చుట్టూ ఉన్న ప్రతిదాని యొక్క లక్షణాలను మరియు లక్షణాలను నిర్ణయించే వారు. అటువంటి స్థిరాంకాలలో, ఉదాహరణకు, ఎలక్ట్రాన్ యొక్క ఛార్జ్, గురుత్వాకర్షణ స్థిరాంకం, శూన్యంలో కాంతి వేగం... మరియు మనం ఈ సంఖ్యలను చాలా తక్కువ సార్లు కూడా మార్చినట్లయితే, పరిణామాలు విపత్తుగా ఉంటాయి. మేము విద్యుదయస్కాంత పరస్పర చర్య యొక్క బలాన్ని పెంచామని అనుకుందాం. ఏం జరిగింది? అయాన్లు ఒకదానికొకటి బలంగా తిప్పికొట్టడం ప్రారంభించడాన్ని మనం అకస్మాత్తుగా కనుగొనవచ్చు మరియు నక్షత్రాలను ప్రకాశింపజేసేలా మరియు వేడిని ప్రసరింపజేసేలా చేసే న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ అకస్మాత్తుగా విఫలమవుతుంది. నక్షత్రాలన్నీ బయటకు వెళ్తాయి.

కానీ దాని అదనపు కొలతలు కలిగిన స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతానికి దానితో సంబంధం ఏమిటి? వాస్తవం ఏమిటంటే, దాని ప్రకారం, ఇది ప్రాథమిక స్థిరాంకాల యొక్క ఖచ్చితమైన విలువను నిర్ణయించే అదనపు కొలతలు. కొన్ని రకాల కొలతలు ఒక స్ట్రింగ్‌ని ఒక నిర్దిష్ట మార్గంలో కంపించేలా చేస్తాయి మరియు మనం ఫోటాన్‌గా చూసేదాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఇతర రూపాల్లో, తీగలు విభిన్నంగా కంపించి ఎలక్ట్రాన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. నిజమే, దేవుడు “చిన్న విషయాలలో” ఉన్నాడు - ఈ ప్రపంచంలోని అన్ని ప్రాథమిక స్థిరాంకాలను నిర్ణయించే ఈ చిన్న రూపాలే.

సూపర్ స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం

1980ల మధ్యలో, స్ట్రింగ్ థియరీ గొప్ప మరియు క్రమమైన రూపాన్ని సంతరించుకుంది, కానీ స్మారక చిహ్నం లోపల గందరగోళం ఏర్పడింది. కేవలం కొన్ని సంవత్సరాలలో, స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం యొక్క ఐదు వెర్షన్లు వెలువడ్డాయి. మరియు వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి తీగలు మరియు అదనపు కొలతలు (మొత్తం ఐదు వెర్షన్లు సూపర్ స్ట్రింగ్స్ యొక్క సాధారణ సిద్ధాంతంలో మిళితం చేయబడ్డాయి - NS) పై నిర్మించబడినప్పటికీ, ఈ సంస్కరణలు వివరాలలో గణనీయంగా వేరు చేయబడ్డాయి.

కాబట్టి, కొన్ని సంస్కరణల్లో తీగలు ఓపెన్ చివరలను కలిగి ఉంటాయి, మరికొన్నింటిలో అవి రింగులను పోలి ఉంటాయి. మరియు కొన్ని సంస్కరణల్లో, సిద్ధాంతానికి 10 కాదు, 26 కొలతలు అవసరం. వైరుధ్యం ఏమిటంటే, ఈ రోజు మొత్తం ఐదు సంస్కరణలను సమానంగా నిజం అని పిలుస్తారు. అయితే మన విశ్వాన్ని ఏది నిజంగా వివరిస్తుంది? ఇది స్ట్రింగ్ థియరీ యొక్క మరొక రహస్యం. అందుకే చాలా మంది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మళ్లీ "వెర్రి" సిద్ధాంతాన్ని వదులుకున్నారు.

కానీ స్ట్రింగ్స్ యొక్క ప్రధాన సమస్య, ఇప్పటికే చెప్పినట్లుగా, ప్రయోగాత్మకంగా వారి ఉనికిని నిరూపించడం అసంభవం (కనీసం ఇప్పటికైనా).

అయినప్పటికీ, కొంతమంది శాస్త్రవేత్తలు, తదుపరి తరం యాక్సిలరేటర్‌లు చాలా తక్కువగా ఉన్నాయని, అయితే అదనపు పరిమాణాల పరికల్పనను పరీక్షించడానికి ఇప్పటికీ అవకాశం ఉందని అంటున్నారు. మెజారిటీ, వాస్తవానికి, ఇది సాధ్యమైతే, అయ్యో, ఇది చాలా త్వరగా జరగదు - కనీసం దశాబ్దాలలో, గరిష్టంగా - వంద సంవత్సరాలలో కూడా.