Süper sicim teorisi, birleşmenin ağır sorumluluğunu taşıyabilir mi?
Uzun bir süredir süper sicim teorisi her şeyin teorisi olarak kabul edildi ve birçok insan doğa kanunlarının birleşimini süper sicim teorisine yerleştirdi. Einstein, genel görelilik teorisini tamamladıktan sonra sadece 36 yaşındaydı, ancak Einstein toplam 76 yıl yaşadı.Einstein'ın orta yaşından sonra 40 yıldan fazla bir süredir büyük birlik teorisine bağlı olduğu söylenebilir. Ancak ölümüne kadar birleşik teoriyi tamamlamadı. Einstein'ın pişmanlıkları sonraya telafi edilebilir mi? Görünüşe göre sicim teorisi en umut verici olanı.
Hepimiz antik Yunan doğal felsefesinin modern fiziğin habercisi olduğunu biliyoruz, ancak o zamanlar doğa tasvirimiz algısal deneyimin zincirlerinden kurtulamadı. En tipik örnek, Aristoteles'in anlayışıdır: Bir nesnenin hareketinin nedeni, kuvvet eyleminde yatmaktadır. O zaman bu açıklama ne kadar sağduyulu görünüyordu!
Doğayı tanımak için gerçekten rasyonel gerçekleri kullanmamız Galileo dönemine kadar değildi, o zamanlar metodoloji spekülasyondan çok deneyimdi. Galileo, serbest düşen bir cismin hızlanmasının kütle ile hiçbir ilgisi olmadığını kanıtlamak için Eğik Pisa Kulesi deneyini kullandı ve çok sayıda deney Aristoteles'in görüşünü yalanladı.
Modern fizik, Newton, Hooke ve diğerlerine dayanan Kepler, Galileo ve diğerlerinden kaynaklandı. Newton'dan sonra, klasik mekanik, sunak konumunun iki yüz yıl korunduğu 20. yüzyılın başlarına kadar fiziğe sıkı bir şekilde hükmetti. Modern fizikten önce, insanlar genellikle Newton mekaniğinin her şeye kadir olduğunu ve yıldızların hareketini çocukların ellerindeki parabolik kum torbalarına kadar açıklayabileceğini düşünüyorlardı.
1900'de sembolize edilen kuantum mekaniğinin ortaya çıkmasına ve 1905'te sembolize edilen görelilik teorisine kadar Newton mekaniğinin statüsü sarsıldı. Açıkça söylemek gerekirse, Newton mekaniği bu iki teori tarafından çok aşıldı. Newton mekaniğinin açıklayamadığı mikroskobik dünya, kuantum mekaniğine emanettir ve Newton mekaniğinin açıklayamadığı yüksek hızlı dünya, görelilik teorisine emanet edilmiştir. Newton mekaniği düşük hızlı dünyayı açıklayabilse de, görelilik teorisi daha ayrıntılı olabilir. Sadece öğrenmenin zorluğunu göz önünde bulundurarak, düşük hızlı makro alanında Newton mekaniğini seçtik.
Kuantum mekaniğinin ve göreliliğin, Newton mekaniğinin "tahtını" gasp etmek için güçlerini birleştirdiği söylenebilir. Ancak bu iki teori tamamen uyumlu değil.
Görelilik, özel görelilik ve genel görelilik olmak üzere ikiye ayrılır. Basitçe söylemek gerekirse, özel görelilik Newton mekaniğindeki evrensel çekim fenomenini açıklamazken, genel görelilik özel görelilik eksikliğini telafi eder.
Kuantum mekaniği, parçacıkların atom düzeyinde ve atom altı düzeydeki hareket yasalarını tanımlar.Aslında parçacıkların mikroskobik alandaki hareket hızı çoğunlukla yüksek hızdadır. Nötrinolar, çekirdek dışı elektronlar, yüksek enerjili parçacık akışları vb.
Kuantum mekaniğindeki bu yüksek hızlı hareket eden parçacıkların yasalarını tanımlamak için konumlarını, momentumlarını ve zaman bilgilerini ölçmek gerekir. Yüksek hızlı parçacıkların zamanı uzatılmalı, Kuantum bilim adamları bu tür fenomeni açıklamak için özel görelilik getirmelidir. Örneğin evrenden dünyaya atılan müonların yaşam süreleri yüksek hızda hareketle artar. Kuantum mekaniğinde yüksek hızlı hareket eden parçacıkların zaman genişleme değerinin özel görelilik getirilerek değiştirilebileceği söylenebilir.
Aslında kuantum mekaniği ile özel görelilik arasında bir çelişki yoktur, çelişki genel göreliliğe yansımaktadır.Genel görelilik teorisi, daha temel düşüncesi nedeniyle meşhur oldu. Yerçekiminin özünün, zaman ve uzayın eğriliğinin tezahürü olduğuna ve yerçekiminin bir alan aracılığıyla maddeye etki ettiğine inanır.
Kuantum bilim adamlarının gözünde, doğanın kuvvetleri dörtten başka bir şey değildir: güçlü etkileşim, elektromanyetik etkileşim, zayıf etkileşim ve yerçekimi. Kuantum mekaniği ile görelilik teorisi arasındaki çelişki yerçekiminde yatmaktadır, çünkü yerçekimini bir kuantum çerçevesi ile açıklamak zordur.
Sorabilirim: Çekirdekteki protonlar ve nötronlar çekirdeği oluşturmak için neden sıkıca birbirine bağlanabilir? Onları çeken çok kuvvetli bir kuvvet olmalı, bu kuvvet bilim adamları tarafından güçlü etkileşim olarak adlandırılıyor. Öyleyse kim güçlü etkileşimin aracı parçacığı olarak hareket edecek? Bu tür parçacıklar gluonlardır. Zayıf etkileşim kuvveti, zayıf etkileşim kuvvetini iletmek için kullanılan Z ve W bozonları olan bir ara parçacığa da sahiptir.
Kuantum mekaniğinde, bilim adamlarının her zaman bir tür düşünme ataleti vardır, yani, kuvvetin etkisi, ne tür bir kuvvet olursa olsun, belirli bir karşılık gelen ara parçacığı gerektirir.Bu tür bir parçacık, sadece iş başında bir askerdir. Bir tür kuvvet başka bir maddeye etki etmeli.Size ince havadan davrandığımı hayal edemezsiniz Bunun yerine, bu kuvvet transferini gerçekleştirmek için belirli bir çalışan parçacığa ihtiyaç vardır. Bu tür kuvvet ileten parçacıklara bozon denebilir.
Artık güçlü etkileşimlerin gluonlara, zayıf etkileşimlerin Z bozonlarına (ve W bozonlarına ...) ve elektromanyetik etkileşimlerin fotonlara dayandığını biliyoruz. Peki yerçekimi neye dayanıyor? Birlikte cevap verebiliriz: "Gravürlere güvenin."
Ama şimdi soru şu: graviton nerede? Onu bulamadık. Kuantum mekaniğinin, parçacık fiziğinin veya yüksek enerji fiziğinin bir dalı "üst düzey" gibi görünüyor.
Parçacık fiziği, bazı parçacıkların kütlesinin Tanrı parçacıklarından, Higgs bozonundan geldiğini bile bilir. Parçacık fiziği, belirli parçacıkların kalitesinin, Higgs alanının neden olduğu simetri kırılmasından yararlandığına inanıyor. Örneğin bir atomun yüklü olmamasının nedeni, çekirdeğin pozitif yükü ile çekirdek dışındaki elektronların negatif yükünün birbirini götürmesidir, bu simetrik bir denge. Atomun elektrik göstermesinin sebebi bu simetrinin kırılmış olmasıdır.Örneğin çekirdek dışındaki birkaç elektron kaçmış ve atomun elektriği yansıtılmıştır.
Parçacık fiziği, evrenin Higgs alanıyla dolu olduğuna inanır Higgs alanı, diğer parçacıklar üzerinde hareket etmek için Higgs bozonuna güvenir ve bazı parçacıklar, Higgs alanındaki bilinmeyen simetriyi görünmeden önce kırarlar. Zayıf etkileşen bozonların transferi gibi kütlenin özellikleri, Higgs alanı tarafından elde edilen kütlelerdir. Tanrı parçacığı yoksa bazı bozonlar kütlelerini kaybedecek ve bu da kelebek etkisine neden olacaktır. Her şey şimdi olduğu gibi olabilir ve tıpkı Tanrı'nın lütfu gibi Higgs bozonundan faydalanabilir, bu nedenle Higgs bozonuna "Tanrı parçacığı" denir.
Ama Tanrı'nın parçacıklarının kırbaçlamasına yenik düşmeyen parçacıklar var, bu tür parçacıkların kütlesi yok Artık statik fotonların kütlesinin olmadığını ve gluonların olduğunu biliyoruz.
Parçacık fiziği çok canlı olmasına rağmen, gravitonlarla ilgisi yok Gravitonların Higgs alanından etkileneceğini bilmiyor muyuz? Gravitasyonların var olması gerekip gerekmediğini bile bilmiyor muyuz?
Kuantum mekaniğinin ve genel göreliliğin çelişkili doğası, kuantum mekaniğinin yerçekimini açıklayamaması ve gravitonların standart parçacık modeline dahil edilememesidir. Aslında, bu problemler süper sicim teorisinde büyük bir problem değildir, çünkü süper sicim teorisi, kuantum mekaniğinin yerçekimini dahil edememesinin sebebinin, kuantum ölçeğinin yeterince küçük olmaması olduğuna inanmaktadır. Sicim teorisi, daha küçük bir alanda her şeyin aynı olduğuna ve sürekli değişen parçacık türlerinin sicim ölçeğindeki farklı titreşim biçimleri olduğuna inanır. İplerin titreşim yasasını anlayabilirsek, kuantum mekaniği ile genel görelilik arasındaki çelişkiyi daha mikroskobik ve temel bir alandan açıklayabiliriz!
Sicim teorisi, 40 yıllık evrim, süper sicim teorisi ve M teorisinden sonra 1968'de ortaya çıktı. Sicim teorisi, deneysel doğrulama eksikliğinden dolayı eleştirildi ve hatta bazı insanlar sicim teorisinin sadece işe yaramaz bir matematiksel numara olduğunu düşünüyor.
Sicim teorisi kara deliklerin radyasyon davranışını çok iyi tahmin edebilir, ancak son zamanlarda karanlık enerjinin sabit durumunu açıklarken yanlış hesapladı. Hatta bazı insanlar süper sicim teorisini tabutun içine koymaya bile başladılar ve süper sicim teorisi bir kez daha sorgulandı. Ama her neyse, sicim teorisi gelişiyor. Sicim teorisinin kaderi ne olursa olsun, onu küçümsememeliyiz, çünkü bu, insanlığın büyük birleşme teorisini keşfetmesi için olumlu bir güçtür!
