نظريه‌ي ريسمان چيست و چرا به آن نياز است؟ نظريه‌ي ريسمان، | نجوم 🛰
نظريه‌ي ريسمان چيست و چرا به آن نياز است؟ نظريه‌ي ريسمان، يک نظريه‌ي پيچيده است که واقعيت کيهان را به‌وسيله‌ي ابرريسمان‌ها، به عنوان پايه‌اي‌ترين جزء ماده، توضيح ميدهد. به گفته برخي فيزيکدانان، نظريه‌ي ريسمان فيزيک ِ قرن ۲۱ ميباشد که تصادفاً وارد قرن ۲۰ شده است.
براي چندين دهه، دانشمندان براي کشف زيربناي محيط سه‌بعدي تئوري پردازي کرده‌اند و به دنبال يک تئوري واحد و يکتا براي توضيح تمام ساز و کار کيهان بوده‌اند. در قرن گذشته، خيلي‌ها به‌دنبال عملي‌ساختن اين مأموريت رفته‌اند. اما با روي‌کار آمدن تئوري ريسمان يا ابرريسمان بود که يافتن جواب خيلي دور از دسترس به‌نظر نميرسيد. فلسفه‌ي وجودي تئوري ريسمان، برقراري پيوندي ميان نسبيت عام آلبرت اينشتين و مکانيک کوانتوم، و اعمال تئوري کوانتوم به گرانش ميباشد. در يک سخنراني TED در سال ۲۰۰۵، فيزيکدان نظري مشهور، برايان گرين اين نظريه را با در هم شکستن ماده، طبق تمام دانسته‌هاي قبلي ما از ماده توضيح ميدهد. او گفت که مواد از اتم‌ها ساخته شده‌اند، که خودشان از الکترون، پروتون و نوترون ساخته شده‌اند، که همين اجزاء را نيز مي‌توان به کوارک تجزيه کرد. تا پيش از نظريه‌ي ريسمان، دانش ما تا همين‌جا قد مي‌داد. تئوري ريسمان مي‌گويد اين ذرات زيراتمي به‌ظاهر غير قابل تجزيه، در اصل از ريسمان‌هايي پديد آمده‌اند که ارتعاش و تغيير شکل دائميشان در فضا باعث پديد آمدند تمام آن چيزي شده که مي بينيم. تئوري‌هاي زيادي باعث پيشرفت اوليه‌ي نظريه‌ي ريسمان در سال ۱۹۶۸ شدند. بسياري از اوايل ۱۹۰۰ به دنبال يافتن نظريه‌ي يکپارچه بوده‌اند، تا دانش فعلي از جهانمان را افزايش دهند. درحال حاضر، با اينکه توان آزمايش و اثبات نظريه‌ي ريسمان در عمل وجود ندارد، فيزيکدانان نظري مثل ادوارد ويتن مشغول کشف نتايج محتمل اين تئوري هستند.
ويتن در مصاحبه‌اي با شبکه NOVA، نظريه‌ي ريسمان را اينگونه توضيح ميدهد: « نظريه‌ي ريسمان تلاشي براي توضيح ژرف‌تري از طبيعت است که در آن ذرات بنيادي صرفاً به‌عنوان نقطه در نظر گرفته نميشوند بلکه به صورت حلقه‌هايي از ريسمان‌هاي مرتعش هستند. يکي از خواص اساسي اين ريسمان‌ها اين‌است که توان ارتعاش در انواع و اقسام اشکال و فرم‌ها را دارد، که باعث طنين‌انداز شدن موسيقي مي‌شود. صداي دياپازون براي گوش انسان آزار دهنده است. چرا که شما يک تک نواي خاص ميشنويد، در عوض در پيانو و ويالون همزمان چندين لايه‌ي بالاتر نواها را نيز مي شنويم که باعث زيبا و غني شدن موسيقي مي‌شود… دليل وجود منشأ واحد براي نيروها و ذرات گوناگون نيز همين است. ارتعاشات مختلف که توسط يک ريسمان اساسي نواخته مي‌شود. با دانسته‌هاي فعلي‌مان از نظريه‌ي ريسمان، هيچ چيزي پايه‌اي‌تر از ريسمان وجود ندارد.» ادوارد ويتن در طول زندگي‌اش کمک‌هاي شاياني به فيزيک کرده، از جمله معرفي نظريه ام (M Theory)، که ۵ نظريه‌ي موجود ابر ريسمان را متحد مي کند. (۵ نظريه با نام‌هاي type I، type IIA، type IIB، SO(32) heterotic و E8xE8 heterotic). در دهه‌ي نود ميلادي تصور بر اين بود که اين تئوري‌ها جدا از يکديگرند و الزاماً يکي از آن‌ها مي‌تواند درست باشد (آن تئوري‌اي بايد درست باشد که محدوديت‌هاي انرژي‌اش با اطلاعات فيزيکي روي زمين منطبق باشد.) ويتن در تئوري‌هايش مي‌گويد که دوگانگي‌هايي وجود دارند که توان متصل کردن چندين تئوري را از طريق تعامل ميان ذرات را پديد مي‌آورد.
چرا ريسمان؟ افرادي، نظريه‌ي ريسمان را چيزي بيشتر از يک احتمال شگفت‌انگيز نمي‌دانند. اما اميد‌هايي که در تحقيقات محتمل آينده‌ي تئوري ريسمان نهفته است، بسيار بيشتر از يک داستان جالب و فريبنده است. اولين‌بار که تئوري گرانش توسط آيزاک نيوتن کشف شد، در اذهان عمومي به‌عنوان اکتشافي باورنکردني شناخته مي‌شد و واقعاً همين بود. زماني که اين تئوري انقلابي به پا کرد، کاربردهاي عملي از آن هيچ شباهتي به کاربردهايش در دنياي امروز ندارد. از نيوتن تا نسبيت عام اينشتين تا نظريه‌ي ده‌بعدي گرانش برانس-ديکي، اين تئوري انقلابي همواره به دانشمندان فرصت اختراع، نوآوري و توسعه داده است. بدون اين پيشرفت‌ها و دانش، پرواز، کاوش فضا و حتي پزشکي مدرن به صورتي که امروز شاهدش هستيم وجود نميداشت. به‌همين ترتيب براي تئوري ريسمان، اگر مرزهاي فيزيک محض با همين روند گسترش يابند، ممکن است روزي اطلاعاتي ارزشمند شکل جديدي به نگرش علمي ما ببخشد. اگرچه تئوري ام هنوز موفق به اثبات معادله‌اي يکتا نشده، تا به اينجا توانايي ارائه‌ي اطلاعاتي ارزشمند از اجسام دو بعدي و پنج‌بعدي را داشته است. علاوه بر اين بر توانايي درک ما از دوگانگي‌هاي متصل‌کننده و يکتاساز تمام دانسته‌هاي ما از نظريه‌ي ريسمان افزوده است.
