सरल शब्दों में स्ट्रिंग सिद्धांत। स्ट्रिंग थ्योरी सरल शब्दों में क्या कहती है

क्या आपने कभी सोचा है कि ब्रह्मांड एक सेलो की तरह है? यह सही है, यह नहीं आया। क्योंकि ब्रह्मांड एक सेलो की तरह नहीं है। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि उसके पास तार नहीं हैं। आइए आज स्ट्रिंग थ्योरी के बारे में बात करते हैं।

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

भौतिकी विवाद

19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, भौतिकविदों को ऐसा लग रहा था कि अब उनके विज्ञान में कुछ भी गंभीर नहीं खोजा जा सकता है। शास्त्रीय भौतिकी का मानना ​​​​था कि इसमें कोई गंभीर समस्या नहीं बची थी, और दुनिया की पूरी संरचना पूरी तरह से ट्यून और अनुमानित मशीन की तरह दिखती थी। मुसीबत, हमेशा की तरह, बकवास के कारण हुई - छोटे "बादलों" में से एक जो अभी भी विज्ञान के स्पष्ट, समझने योग्य आकाश में बना हुआ है। अर्थात्, पूरी तरह से काले शरीर की विकिरण ऊर्जा की गणना करते समय (एक काल्पनिक शरीर जो किसी भी तापमान पर पूरी तरह से उस पर विकिरण की घटना को अवशोषित करता है, तरंग दैर्ध्य - एनएस की परवाह किए बिना)।

गणना से पता चला कि किसी भी बिल्कुल काले शरीर की कुल विकिरण ऊर्जा असीम रूप से बड़ी होनी चाहिए। इस तरह की स्पष्ट गैरबराबरी से बचने के लिए, जर्मन वैज्ञानिक मैक्स प्लैंक ने 1900 में सुझाव दिया कि दृश्य प्रकाश, एक्स-रे और अन्य विद्युत चुम्बकीय तरंगें केवल ऊर्जा के कुछ असतत भागों द्वारा उत्सर्जित की जा सकती हैं, जिसे उन्होंने क्वांटा कहा। उनकी मदद से, पूरी तरह से काले शरीर की विशेष समस्या को हल करना संभव था। हालांकि, नियतत्ववाद के लिए क्वांटम परिकल्पना के परिणामों को उस समय अभी तक महसूस नहीं किया गया था। 1926 तक, एक अन्य जर्मन वैज्ञानिक, वर्नर हाइजेनबर्ग ने प्रसिद्ध अनिश्चितता सिद्धांत तैयार किया।

इसका सार इस तथ्य पर उबलता है कि, पहले प्रचलित सभी कथनों के विपरीत, प्रकृति भौतिक नियमों के आधार पर भविष्य की भविष्यवाणी करने की हमारी क्षमता को सीमित करती है। यह, निश्चित रूप से, उप-परमाणु कणों के भविष्य और वर्तमान के बारे में है। यह पता चला कि वे हमारे आस-पास के स्थूल जगत में किसी भी अन्य चीजों की तुलना में पूरी तरह से अलग व्यवहार करते हैं। उप-परमाणु स्तर पर, अंतरिक्ष का ताना-बाना असमान और अव्यवस्थित हो जाता है। सूक्ष्म कणों की दुनिया इतनी अशांत और समझ से बाहर है कि यह सामान्य ज्ञान के विपरीत है। अंतरिक्ष और समय इसमें इतने उलझे हुए और आपस में जुड़े हुए हैं कि बाएं और दाएं, ऊपर और नीचे, और पहले और बाद में भी कोई सामान्य अवधारणा नहीं है।

यह निश्चित रूप से कहने का कोई तरीका नहीं है कि यह या वह कण किसी निश्चित क्षण में अंतरिक्ष में किस विशेष बिंदु पर स्थित है, और इसकी गति का क्षण क्या है। अंतरिक्ष-समय के कई क्षेत्रों में एक कण के मिलने की एक निश्चित संभावना है। उप-परमाणु स्तर पर कण अंतरिक्ष के ऊपर "स्मीयर" लगते हैं। इतना ही नहीं, कणों की "स्थिति" स्वयं परिभाषित नहीं है: कुछ मामलों में वे तरंगों की तरह व्यवहार करते हैं, अन्य में वे कणों के गुणों को प्रदर्शित करते हैं। इसे भौतिक विज्ञानी क्वांटम यांत्रिकी का तरंग-कण द्वैत कहते हैं।

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

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

2डी यूनिवर्स। E8 पॉलीहेड्रॉन ग्राफ सब कुछ का सिद्धांत

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

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

सामान्य सापेक्षता ब्रह्मांड में सबसे प्रसिद्ध बलों में से एक का वर्णन करती है - गुरुत्वाकर्षण। क्वांटम यांत्रिकी तीन अन्य बलों का वर्णन करता है: मजबूत परमाणु बल, जो परमाणुओं में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ चिपका देता है, विद्युत चुंबकत्व, और कमजोर बल, जो रेडियोधर्मी क्षय में शामिल होता है। ब्रह्मांड में किसी भी घटना, परमाणु के आयनीकरण से लेकर तारे के जन्म तक, इन चार बलों के माध्यम से पदार्थ की बातचीत से वर्णित है।

सबसे जटिल गणित का उपयोग करते हुए, यह दिखाना संभव था कि विद्युत चुम्बकीय और कमजोर अंतःक्रियाओं की एक सामान्य प्रकृति होती है, जो उन्हें एक एकल इलेक्ट्रोवीक में जोड़ती है। इसके बाद, उनके साथ मजबूत परमाणु संपर्क जोड़ा गया - लेकिन गुरुत्वाकर्षण किसी भी तरह से उनसे नहीं जुड़ता। स्ट्रिंग सिद्धांत सभी चार बलों को जोड़ने के लिए सबसे गंभीर उम्मीदवारों में से एक है, और इसलिए, ब्रह्मांड में सभी घटनाओं को गले लगाते हुए - यह बिना कारण नहीं है कि इसे "सब कुछ का सिद्धांत" भी कहा जाता है।

शुरुआत में एक मिथक था

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

वास्तविक तर्कों के साथ यूलर बीटा फ़ंक्शन का ग्राफ़

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

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

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

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

मानक मॉडल

उस समय, मुख्यधारा के विज्ञान ने कणों को बिंदुओं के रूप में दर्शाया, न कि तार के रूप में। वर्षों से, भौतिक विज्ञानी उप-परमाणु कणों के व्यवहार की जांच कर रहे हैं, उन्हें उच्च गति से टकरा रहे हैं और इन टकरावों के परिणामों का अध्ययन कर रहे हैं। यह पता चला कि ब्रह्मांड जितना कोई सोच सकता है उससे कहीं अधिक समृद्ध है। यह प्राथमिक कणों का वास्तविक "जनसंख्या विस्फोट" था। भौतिकी विश्वविद्यालयों के स्नातक छात्र गलियारों से भागते हुए चिल्लाते हुए कहते हैं कि उन्होंने एक नए कण की खोज की है - उन्हें नामित करने के लिए पर्याप्त पत्र भी नहीं थे। लेकिन, अफसोस, नए कणों के "प्रसूति अस्पताल" में, वैज्ञानिकों को इस सवाल का जवाब नहीं मिला - उनमें से इतने सारे क्यों हैं और वे कहाँ से आते हैं?

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

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

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

मानक मॉडल में विभिन्न कणों के बीच बातचीत
गुरुत्वाकर्षण

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

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

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

उपपरमाण्विक घोंसले के शिकार गुड़िया

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

प्रत्येक परमाणु, जैसा कि हम जानते हैं, और भी छोटे कणों, इलेक्ट्रॉनों से बना होता है, जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बने एक नाभिक के चारों ओर चक्कर लगाते हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन, बदले में, क्वार्क नामक छोटे कणों से भी बने होते हैं। लेकिन स्ट्रिंग थ्योरी कहती है कि यह क्वार्क के साथ खत्म नहीं होता है। क्वार्क ऊर्जा के छोटे-छोटे सांपों के तंतुओं से बने होते हैं जो तार के समान होते हैं। इनमें से प्रत्येक तार अकल्पनीय रूप से छोटा है।

इतना छोटा कि अगर परमाणु को सौर मंडल के आकार तक बढ़ा दिया जाए, तो तार एक पेड़ के आकार का होगा। जिस तरह एक सेलो स्ट्रिंग के विभिन्न कंपन जो हम सुनते हैं, अलग-अलग संगीत नोट्स के रूप में, एक स्ट्रिंग को कंपन करने के विभिन्न तरीके (मोड) कणों को उनके अद्वितीय गुण-द्रव्यमान, चार्ज आदि देते हैं। क्या आप जानते हैं कि आपके नाखून की नोक में प्रोटॉन उस गुरुत्वाकर्षण से कैसे भिन्न होते हैं जिसे अभी तक खोजा नहीं गया है? बस छोटे तारों का सेट जो उन्हें बनाते हैं और वे तार कैसे कंपन करते हैं।

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

पांचवां आयाम

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

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

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

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

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

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

दस आयाम

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

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

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

दुनिया कैसे काम करती है

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

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

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत

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

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

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

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

हमारे ब्रह्मांड का व्यापक रूप से अध्ययन करते हुए, वैज्ञानिक कई पैटर्न, तथ्य निर्धारित करते हैं, जो बाद में कानून, सिद्ध परिकल्पना बन जाते हैं। उनके आधार पर, अन्य अध्ययन संख्या में दुनिया के व्यापक अध्ययन में योगदान करना जारी रखते हैं।

ब्रह्मांड का तार सिद्धांत ब्रह्मांड के अंतरिक्ष का प्रतिनिधित्व करने का एक तरीका है, जिसमें कुछ धागे होते हैं, जिन्हें तार और ब्रैन कहा जाता है। इसे सीधे शब्दों में कहें तो (डमी के लिए), दुनिया का आधार कण नहीं है (जैसा कि हम जानते हैं), लेकिन कंपन ऊर्जा तत्वों को तार और ब्रैन्स कहा जाता है। स्ट्रिंग का आकार बहुत, बहुत छोटा है - लगभग 10 -33 सेमी।

यह किस लिए है और क्या यह उपयोगी है? सिद्धांत ने "गुरुत्वाकर्षण" की अवधारणा के वर्णन के लिए एक प्रोत्साहन के रूप में कार्य किया।

स्ट्रिंग सिद्धांत गणितीय है, अर्थात भौतिक प्रकृति का वर्णन समीकरणों द्वारा किया जाता है। उनमें से बहुत से हैं, लेकिन कोई एक और सत्य नहीं है। ब्रह्मांड के प्रयोगात्मक रूप से छिपे हुए आयामों को अभी तक निर्धारित नहीं किया गया है।

सिद्धांत 5 अवधारणाओं पर आधारित है:

1. दुनिया में ऐसे धागे होते हैं जो कंपन अवस्था और ऊर्जा झिल्लियों में होते हैं।
2. सिद्धांत रूप में, आधार गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत है और क्वांटम भौतिकी.
3. सिद्धांत ब्रह्मांड की सभी प्रमुख शक्तियों को एकीकृत करता है।
4. बोसोन कणों और फ़र्मियनों का एक नए प्रकार का संबंध है - सुपरसिमेट्री।
5. सिद्धांत ब्रह्मांड में आयामों का वर्णन करता है जो मानव आंखों से देखने योग्य नहीं हैं।

गिटार के साथ तुलना करने से आपको स्ट्रिंग सिद्धांत को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलेगी।

बीसवीं सदी के सत्तर के दशक में पहली बार दुनिया ने इस सिद्धांत के बारे में सुना। इस परिकल्पना के विकास में वैज्ञानिकों के नाम:

• विट्टन;
• वेनेज़ियानो;
• हरा;
• कुल;
• काकू;
• मालदासेना;
• पॉलाकोव;
• सस्किंड;
• श्वार्ट्ज।

ऊर्जा धागों को एक आयामी - तार माना जाता था। इसका मतलब है कि स्ट्रिंग का 1 आयाम है - लंबाई (कोई ऊंचाई नहीं)। 2 प्रकार हैं:

• खुला, जिसके सिरे एक दूसरे को स्पर्श नहीं करते;
• बंद लूप।

यह पाया गया कि वे बातचीत कर सकते हैं और ऐसे 5 विकल्प हैं। यह कनेक्ट करने, सिरों को डिस्कनेक्ट करने की क्षमता पर आधारित है। खुले तारों के संयोजन की संभावना के कारण, रिंग स्ट्रिंग्स की अनुपस्थिति असंभव है।

नतीजतन, वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि सिद्धांत कणों के जुड़ाव का नहीं, बल्कि व्यवहार, गुरुत्वाकर्षण बल का वर्णन करने में सक्षम है। शाखाओं या चादरों को ऐसे तत्व माना जाता है जिनसे तार जुड़े होते हैं।

के इच्छुक

क्वांटम गुरुत्वाकर्षण

भौतिकी में क्वांटम कानून और सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत है। क्वांटम भौतिकी ब्रह्मांड के पैमाने पर कणों का अध्ययन करती है। इसमें जिन परिकल्पनाओं को क्वांटम गुरुत्व का सिद्धांत कहा जाता है उनमें सबसे महत्वपूर्ण स्ट्रिंग हैं।

इसमें बंद धागे गुरुत्वाकर्षण की ताकतों के अनुसार काम करते हैं, जिसमें गुरुत्वाकर्षण के गुण होते हैं - एक कण जो कणों के बीच गुणों को स्थानांतरित करता है।

बलों से जुड़ रहे हैं. सिद्धांत में संयुक्त बलों को एक में शामिल किया गया है - विद्युत चुम्बकीय, परमाणु, गुरुत्वाकर्षण। वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि बलों के बंटवारे से पहले ठीक ऐसा ही हुआ था।

सुपरसिमेट्री. सुपरसिमेट्री की अवधारणा के अनुसार, बोसॉन और फ़र्मियन (ब्रह्मांड की संरचनात्मक इकाइयाँ) के बीच एक संबंध है। प्रत्येक बोसॉन के लिए एक फ़र्मियन होता है, और इसके विपरीत सत्य होता है: फ़र्मियन के लिए एक बोसॉन होता है। इसकी गणना समीकरणों के आधार पर की जाती है, लेकिन प्रयोगात्मक रूप से इसकी पुष्टि नहीं की जाती है। सुपरसिमेट्री का लाभ कुछ चर (अनंत, काल्पनिक ऊर्जा स्तर) को समाप्त करने की संभावना है।

भौतिकविदों के अनुसार सुपरसिमेट्री साबित करने में असमर्थता का कारण द्रव्यमान से जुड़ी बड़ी ऊर्जा की आवश्यकता का कारण है। यह पहले ब्रह्मांड में तापमान में गिरावट की अवधि से पहले था। बिग बैंग के बाद, ऊर्जा का अपव्यय हुआ और कणों का निम्न ऊर्जा स्तरों में संक्रमण हुआ।

सीधे शब्दों में कहें तो, उच्च ऊर्जा वाले कणों के गुणों के साथ कंपन करने वाले तार, इसे खो देने के बाद, कम कंपन बन गए।

कण त्वरक बनाकर, वैज्ञानिक आवश्यक ऊर्जा स्तर वाले सुपर सममित तत्वों की पहचान करना चाहते हैं।

स्ट्रिंग सिद्धांत के अतिरिक्त आयाम

स्ट्रिंग सिद्धांत का एक परिणाम गणितीय प्रतिनिधित्व है कि 3 से अधिक आयाम होने चाहिए। इसके लिए पहली व्याख्या यह है कि अतिरिक्त आयाम कॉम्पैक्ट, छोटे हो गए हैं, जिसके परिणामस्वरूप उन्हें देखा या माना नहीं जा सकता है।

हम एक 3D ब्रैन में मौजूद हैं, अन्य आयामों से कटे हुए हैं। केवल गणितीय मॉडलिंग का उपयोग करने की क्षमता ने उन्हें जोड़ने वाले निर्देशांक प्राप्त करने की आशा दी। इस क्षेत्र में हाल के अध्ययनों ने नए आशावादी आंकड़ों के उद्भव की कल्पना करना संभव बना दिया है।

उद्देश्य की एक सरल समझ

दुनिया भर के वैज्ञानिक, सुपरस्ट्रिंग की खोज करते हुए, संपूर्ण भौतिक वास्तविकता के सिद्धांत को प्रमाणित करने का प्रयास कर रहे हैं। ग्रह की संरचना के मुद्दों की व्याख्या करते हुए, एक एकल परिकल्पना मौलिक स्तर पर सब कुछ चित्रित कर सकती है।

स्ट्रिंग सिद्धांत हैड्रॉन के विवरण में प्रकट हुआ, एक स्ट्रिंग के उच्च कंपन अवस्था वाले कण। संक्षेप में, यह आसानी से लंबाई के द्रव्यमान में परिवर्तन की व्याख्या करता है।

कई सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत हैं। आज यह निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है कि क्या इसकी सहायता से आइंस्टीन की तुलना में अंतरिक्ष-समय के सिद्धांत को अधिक सटीक रूप से समझाना संभव है। लिए गए माप सटीक डेटा प्रदान नहीं करते हैं। उनमें से कुछ, अंतरिक्ष-समय से संबंधित, तारों की बातचीत का परिणाम थे, लेकिन अंततः आलोचना के अधीन थे।

गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत की पुष्टि होने पर वर्णित सिद्धांत का मुख्य परिणाम बन जाएगा।

स्ट्रिंग्स और ब्रैन्स ने ब्रह्मांड के बारे में सोचने के 10,000 से अधिक तरीकों को जन्म दिया है। स्ट्रिंग थ्योरी पर पुस्तकें इंटरनेट पर सार्वजनिक रूप से उपलब्ध हैं, जिनका वर्णन लेखकों द्वारा विस्तार से और स्पष्ट रूप से किया गया है:

• याउ शिंटन;
• स्टीव नाडिस "स्ट्रिंग थ्योरी और ब्रह्मांड के छिपे हुए आयाम";
• द एलिगेंट यूनिवर्स में ब्रायन ग्रीन भी इस बारे में बात करते हैं।

राय, सबूत, तर्क और सभी छोटे-छोटे विवरण दुनिया के बारे में जानकारी को सुलभ और दिलचस्प तरीके से प्रदान करने वाली कई पुस्तकों में से एक को देखकर पाया जा सकता है। भौतिक विज्ञानी मौजूदा ब्रह्मांड को हमारी उपस्थिति, अन्य ब्रह्मांडों के अस्तित्व (यहां तक ​​​​कि हमारे समान) के अस्तित्व से समझाते हैं। आइंस्टीन के अनुसार, अंतरिक्ष का एक मुड़ा हुआ संस्करण है।

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत में, समानांतर दुनिया के बिंदु जुड़ सकते हैं। भौतिकी में स्थापित नियम ब्रह्मांडों के बीच संक्रमण की संभावना की आशा देते हैं। वहीं, गुरुत्वाकर्षण का क्वांटम सिद्धांत इसे खत्म कर देता है।

भौतिक विज्ञानी सतह पर रिकॉर्ड किए जाने पर डेटा के होलोग्राफिक निर्धारण के बारे में भी बात करते हैं। भविष्य में, यह ऊर्जा धागों के बारे में निर्णय को समझने के लिए प्रोत्साहन देगा। समय के आयामों की बहुलता और उसमें गति करने की संभावना के बारे में निर्णय हैं। 2 शाखाओं के टकराने के कारण बिग बैंग परिकल्पना चक्रों को दोहराने की संभावना का सुझाव देती है।

ब्रह्मांड, हर चीज का उद्भव और हर चीज के क्रमिक परिवर्तन ने हमेशा मानव जाति के उत्कृष्ट दिमागों पर कब्जा कर लिया है। नई खोजें थीं, हैं और होंगी। स्ट्रिंग सिद्धांत की अंतिम व्याख्या से पदार्थ के घनत्व, ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक को निर्धारित करना संभव हो जाएगा।

इसके लिए धन्यवाद, विस्फोट के अगले क्षण तक ब्रह्मांड के सिकुड़ने की क्षमता और हर चीज की एक नई शुरुआत निर्धारित की जाएगी। सिद्धांत विकसित, सिद्ध होते हैं, और वे कुछ की ओर ले जाते हैं। इस प्रकार, आइंस्टीन का समीकरण, जो द्रव्यमान पर ऊर्जा की निर्भरता और प्रकाश की गति के वर्ग E = mc ^ 2 का वर्णन करता है, बाद में परमाणु हथियारों के उद्भव के लिए प्रेरणा बन गया। उसके बाद, लेजर और ट्रांजिस्टर का भी आविष्कार किया गया था। आज यह नहीं पता कि क्या उम्मीद की जाए, लेकिन यह निश्चित रूप से कुछ की ओर ले जाएगा।

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

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

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

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

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

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

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

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

यह सभी देखें:

कितने आयाम हैं?

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

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

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

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

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

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

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

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

बेशक, सैद्धांतिक भौतिकी को एक कारण के लिए सैद्धांतिक कहा जाता है। उनकी अब तक की सारी उपलब्धियां 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-याउ रिक्त स्थान में। ये ऐसी त्रि-आयामी आकृतियाँ हैं, जिनके भीतर अपने-अपने आयाम के साथ अपनी-अपनी दुनिया है। समान मैनिफोल्ड का द्वि-आयामी प्रक्षेपण कुछ इस तरह दिखता है:

हाँ, यह थोड़ा दूर की कौड़ी लगता है। लेकिन शायद यह बताता है कि क्वांटम दुनिया हमारे विचार से इतनी अलग क्यों है।

आइए इतिहास में थोड़ा गोता लगाएँ

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

गैब्रिएल वेनेज़ियानो

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

उनमें से प्रत्येक अपने मित्र को इस प्रकार देखेगा:

और इस लेआउट के साथ:

हमारे नायक एक दूसरे को इस तरह देखेंगे:

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

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

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

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

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

यह दर्शाने की प्रथा है कि गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष-समय को कैसे मोड़ता है। वक्र ... कहाँ? हमारे परिचित किसी भी आयाम में बिल्कुल नहीं। और क्वांटम टनलिंग के बारे में क्या है, यानी, एक कण की एक जगह गायब होने और पूरी तरह से अलग एक में प्रकट होने की क्षमता, इसके अलावा, एक बाधा के पीछे, जिसके माध्यम से, हमारी वास्तविकताओं में, इसमें छेद किए बिना प्रवेश नहीं कर सका? ब्लैक होल के बारे में क्या? क्या होगा अगर ये सब और अन्य रहस्य आधुनिक विज्ञानइस तथ्य से समझाया गया है कि अंतरिक्ष की ज्यामिति बिल्कुल वैसी नहीं है जैसी हम इसे देखने के आदी हैं?

घड़ी चल रही है

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

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

लेकिन सापेक्षता का सिद्धांत इससे सहमत नहीं है। उनके दृष्टिकोण से समय एक मूल्यवान आयाम है। सभी घटनाएं जो अस्तित्व में हैं, मौजूद हैं और अस्तित्व में रहेंगी, उतनी ही वास्तविक हैं, जितनी वास्तविक समुद्र तट है, भले ही सर्फ की आवाज़ के सपने ने हमें आश्चर्यचकित कर दिया हो। 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 समय के प्रत्येक व्यक्तिगत क्षण में केवल एक प्रक्षेपण, इस आयाम का एक टुकड़ा देखते हैं। हां, हां, एमआरआई मशीन में ब्रोकली की तरह।

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

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

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

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

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

बहुत बड़ा विश्वकोश

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत, लोकप्रिय भाषा, ब्रह्मांड को ऊर्जा - तारों के कंपन धागों के एक सेट के रूप में दर्शाता है। वे प्रकृति के आधार हैं। परिकल्पना अन्य तत्वों का भी वर्णन करती है - ब्रैन्स। हमारी दुनिया में सभी पदार्थ तार और ब्रैन के कंपन से बने हैं। सिद्धांत का एक स्वाभाविक परिणाम गुरुत्वाकर्षण का वर्णन है। यही कारण है कि वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि गुरुत्वाकर्षण को अन्य बलों के साथ जोड़ने की कुंजी है।

अवधारणा विकसित हो रही है

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

आज, कोई नहीं जानता कि इस सिद्धांत का अंतिम संस्करण क्या होगा। वैज्ञानिकों के पास इसके सामान्य तत्वों का एक अस्पष्ट विचार है, लेकिन कोई भी अभी तक एक निश्चित समीकरण के साथ नहीं आया है जो सभी सुपरस्ट्रिंग सिद्धांतों को कवर करेगा, और प्रयोगात्मक रूप से यह अभी तक इसकी पुष्टि करने में सक्षम नहीं 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 करने वाले फिलामेंट्स और ऊर्जा की झिल्लियों से बनी हैं।
2. यह क्वांटम भौतिकी के साथ सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत (गुरुत्वाकर्षण) को संयोजित करने का प्रयास करता है।
3. सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत ब्रह्मांड की सभी मूलभूत शक्तियों को एक कर देगा।
4. यह परिकल्पना दो मौलिक रूप से एक नए कनेक्शन, सुपरसिमेट्री की भविष्यवाणी करती है विभिन्न प्रकार केकण, बोसॉन और फर्मियन।
5. अवधारणा ब्रह्मांड के कई अतिरिक्त, आमतौर पर अप्राप्य आयामों का वर्णन करती है।

स्ट्रिंग्स और ब्रैन्स

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

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

इंटरैक्शन एक स्ट्रिंग की क्षमता पर आधारित होते हैं जो इसके सिरों को जोड़ने और अलग करने के लिए होते हैं। चूंकि खुले तारों के सिरों को बंद स्ट्रिंग्स बनाने के लिए संयोजित किया जा सकता है, इसलिए एक सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत का निर्माण करना असंभव है जिसमें लूप वाले तार शामिल नहीं हैं।

यह महत्वपूर्ण साबित हुआ, क्योंकि बंद तारों में गुण होते हैं, भौतिकविदों का मानना ​​​​है, जो गुरुत्वाकर्षण का वर्णन कर सकता है। 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 साल बाद, यह पता चला कि, तार के अलावा, सिद्धांत के लिए अन्य तत्व आवश्यक हैं। उन्हें चादरें, या चोकर के रूप में माना जा सकता है। तार को एक या दोनों पक्षों से जोड़ा जा सकता है।

क्वांटम गुरुत्वाकर्षण

आधुनिक भौतिकी के दो मुख्य वैज्ञानिक नियम हैं: सामान्य सापेक्षता (जीआर) और क्वांटम। वे विज्ञान के पूरी तरह से अलग क्षेत्रों का प्रतिनिधित्व करते हैं। क्वांटम भौतिकी सबसे छोटे प्राकृतिक कणों का अध्ययन करती है, और जीआर, एक नियम के रूप में, ग्रहों, आकाशगंगाओं और पूरे ब्रह्मांड के पैमाने पर प्रकृति का वर्णन करता है। वे परिकल्पनाएँ जो उन्हें एक करने का प्रयास करती हैं, क्वांटम गुरुत्व सिद्धांत कहलाती हैं। उनमें से सबसे आशाजनक 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 करता 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 प्रारंभिक ब्रह्मांड में, जब अविश्वसनीय रूप से उच्च स्तर की ऊर्जा थी, इन सभी बलों को एक दूसरे के साथ बातचीत करने वाले तारों द्वारा वर्णित किया गया है।

सुपरसिमेट्री

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

सुपरसिमेट्री भौतिक समीकरणों के तत्वों के बीच एक गणितीय संबंध है। यह भौतिकी के एक अन्य क्षेत्र में खोजा गया था, और इसके अनुप्रयोग ने 1970 के दशक के मध्य में सुपरसिमेट्रिक स्ट्रिंग थ्योरी (या सुपरस्ट्रिंग थ्योरी, लोकप्रिय बोलचाल में) का नाम बदल दिया।

सुपरसिमेट्री के लाभों में से एक यह है कि यह कुछ चर को समाप्त करने की अनुमति देकर समीकरणों को बहुत सरल करता है। सुपरसिमेट्री के बिना, समीकरण भौतिक विरोधाभासों की ओर ले जाते हैं जैसे कि अनंत मूल्य और काल्पनिक

चूंकि वैज्ञानिकों ने सुपरसिमेट्री द्वारा भविष्यवाणी किए गए कणों को नहीं देखा है, यह अभी भी एक परिकल्पना है। कई भौतिकविदों का मानना ​​​​है कि इसका कारण महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता है, जो कि प्रसिद्ध आइंस्टीन समीकरण E = mc 2 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 तार अपनी ऊर्जा खो देते हैं, जिससे वे कम कंपन वाले तत्वों में बदल जाते हैं।

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) ढह गए, या, स्ट्रिंग थ्योरी की शब्दावली में, एक अविश्वसनीय रूप से छोटे आकार में संकुचित हो गए, जिसे कभी नहीं माना जाएगा।
2. हम एक 3D ब्रैन में फंस गए हैं, और अन्य आयाम इससे आगे बढ़ते हैं और हमारे लिए दुर्गम हैं।

सिद्धांतकारों के बीच शोध की एक महत्वपूर्ण पंक्ति गणितीय मॉडलिंग है कि ये अतिरिक्त निर्देशांक हमारे साथ कैसे संबंधित हो सकते हैं। नवीनतम परिणाम भविष्यवाणी करते हैं कि वैज्ञानिक जल्द ही आने वाले 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

सुपरस्ट्रिंग्स की खोज करते समय वैज्ञानिक जिस लक्ष्य के लिए प्रयास करते हैं, वह "सब कुछ का सिद्धांत" है, अर्थात, एक एकल भौतिक परिकल्पना जो संपूर्ण भौतिक वास्तविकता को एक मौलिक स्तर पर वर्णित करती है। सफल होने पर, यह हमारे ब्रह्मांड की संरचना के बारे में कई सवालों को स्पष्ट कर सकता है।

पदार्थ और द्रव्यमान की व्याख्या

आधुनिक शोध के मुख्य कार्यों में से एक वास्तविक कणों का समाधान खोजना है।

स्ट्रिंग सिद्धांत एक अवधारणा के रूप में शुरू हुआ जो एक स्ट्रिंग के विभिन्न उच्च कंपन राज्यों में हैड्रॉन जैसे कणों का वर्णन करता है। अधिकांश आधुनिक योगों में, हमारे ब्रह्मांड में देखा जाने वाला पदार्थ स्ट्रिंग्स और सबसे कम ऊर्जा वाले ब्रैनों के कंपन का परिणाम है। उच्च 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 ब्रैन्स को संकुचित अतिरिक्त आयामों में लपेटा जाता है। उदाहरण के लिए, एक सरलीकृत मामले में जहां उन्हें डोनट आकार में मोड़ा जाता है, जिसे गणितज्ञों और भौतिकविदों द्वारा टोरस कहा जाता है, एक स्ट्रिंग इस आकृति को दो तरीकों से लपेट सकती है:

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

एक छोटा लूप एक हल्का कण होगा, और एक बड़ा लूप एक भारी होगा। जब तार को टॉरॉयडल संहत 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। यहां 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 के साथ एक अलग कण होता है। ब्रैन्स अतिरिक्त आयामों के चारों ओर लपेट सकते हैं, और भी अधिक संभावनाएं पैदा कर सकते हैं।

स्थान और समय की परिभाषा

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत के कई संस्करणों में, आयाम ध्वस्त हो जाते हैं, जिससे वे प्रौद्योगिकी विकास के वर्तमान स्तर पर अप्राप्य हो जाते हैं।

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

सभी स्ट्रिंग इंटरैक्शन के कुल योग के व्युत्पन्न के रूप में स्पेस-टाइम के प्रतिनिधित्व के संबंध में स्पष्टीकरण की पेशकश की गई है, पूरी तरह से विकसित नहीं हुई है।

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

गुरुत्वाकर्षण परिमाणीकरण

इस परिकल्पना की मुख्य उपलब्धि, यदि इसकी पुष्टि की जाती है, तो गुरुत्वाकर्षण का क्वांटम सिद्धांत होगा। 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 शक्तियों को जानते हैं: गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, कमजोर और मजबूत परमाणु संपर्क। स्ट्रिंग थ्योरी से यह पता चलता है कि ये सभी कभी एक की अभिव्यक्ति थे।

इस परिकल्पना के अनुसार, चूंकि बिग बैंग के बाद प्रारंभिक ब्रह्मांड ठंडा हो गया था, इसलिए यह एकल अंतःक्रिया अलग-अलग लोगों में टूटने लगी जो आज सक्रिय हैं।

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 दूर हैं।

पांच विकल्प

1984 की सुपरस्ट्रिंग क्रांति के बाद से, विकास तेज गति से आगे बढ़ा है। नतीजतन, एक अवधारणा के बजाय, हमें पाँच नाम मिले, जिनके नाम I, IIA, IIB, HO, HE हैं, जिनमें से प्रत्येक ने लगभग पूरी तरह से हमारी दुनिया का वर्णन किया है, 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 विटन ने पाँच परिकल्पनाओं की समस्या का एक साहसिक समाधान प्रस्तावित किया। नए खोजे गए द्वैत के आधार पर, वे सभी एक ही व्यापक अवधारणा के विशेष मामले बन गए, जिसे विटन का सुपरस्ट्रिंग का एम-सिद्धांत कहा जाता है। इसकी प्रमुख अवधारणाओं में से एक ब्रैन्स (झिल्ली के लिए छोटा), 1 से अधिक आयाम वाली मौलिक वस्तुएं थीं। 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 एक ही भौतिक वास्तविकता की व्याख्या करने वाले पांच सिद्धांतों की ओर ले जाते हैं;
• ब्रैन्स 1 से अधिक आयाम वाले तार होते हैं।

परिणाम

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 ब्रह्मांड के गुणों की व्याख्या इसमें हमारी उपस्थिति से करता है। यह देखा जाना बाकी है कि सिद्धांतकार सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत में खुद को उन्मुख करने का एक और तरीका कब खोजेंगे।

कुछ व्याख्याएं बताती हैं कि हमारी दुनिया केवल एक ही नहीं है। सबसे कट्टरपंथी संस्करण अनंत संख्या में ब्रह्मांडों के अस्तित्व की अनुमति देते हैं, जिनमें से कुछ में हमारी अपनी सटीक प्रतियां होती हैं।

आइंस्टीन का सिद्धांत एक कुंडलित स्थान के अस्तित्व की भविष्यवाणी करता है, जिसे वर्महोल या आइंस्टीन-रोसेन पुल कहा जाता है। इस मामले में, दो दूर के स्थान एक छोटे से मार्ग से जुड़े हुए हैं। सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत न केवल इसकी अनुमति देता है, बल्कि समानांतर दुनिया के दूर के बिंदुओं के कनेक्शन की भी अनुमति देता है। भौतिकी के विभिन्न नियमों वाले ब्रह्मांडों के बीच संक्रमण करना भी संभव है। 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, तो ऊर्जा धागे की अवधारणा की गहरी समझ की अनुमति होगी।

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 के टकराव के परिणामस्वरूप प्रकट हुआ और निर्माण और विनाश के बार-बार चक्र से गुजरता है।

ब्रह्मांड के अंतिम भाग्य ने हमेशा भौतिकविदों को व्यस्त रखा है, और स्ट्रिंग सिद्धांत का अंतिम संस्करण पदार्थ के घनत्व और ब्रह्मांड 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।

कोई नहीं जानता कि जब तक इसे विकसित और परीक्षण नहीं किया जाता है, तब तक इसका क्या परिणाम हो सकता है। आइंस्टीन ने समीकरण E=mc 2 लिखकर यह नहीं माना था कि इससे परमाणु हथियारों का उदय होगा। 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 इस तरह की विशुद्ध सैद्धांतिक अवधारणा से क्या होगा, इतिहास बताता है कि निश्चित रूप से कुछ उत्कृष्ट होगा।

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