Sicim teorisi evrenin kökenini açıklayabilir mi?
Evrenin doğası nedir? Bu soruyu cevaplamak için, insanlar dünyayı tanımlamak için birçok model geliştirdiler. Bu modelleri doğrulamaya ve atmayı öğrenmeye devam ediyoruz. Ancak daha fazlasını bildikçe, model daha karmaşık ve tuhaf hale geliyor. Hatta bazılarının onu kesin bir şekilde tarif etmesi çok zor. Sicim teorisi gibi. İyi bilinen, tartışmalı ve çoğu zaman yanlış anlaşılan bir teori.
Neden bu modeli bulduk ve doğru mu? Yine de dikkate değer olmayan bir fikir. Doğanın doğasını tanımak için çeşitli maddeleri yakından inceliyor ve gizli gizem, küçücük dünyanın harika manzarası, garip yaratıkların bulunduğu hayvanat bahçesi ve karmaşık protein yapısı karşısında hayrete düşüyoruz.
Örnek: Maddenin büyütülmesi, dizi aşamasında sona eren farklı aşamalar sunar: Madde Moleküler yapı (atom) Atom (proton, nötron, elektron) Elektron Quark String
Hepsi moleküllerden yapılmıştır ve moleküller daha küçük atomlardan yapılmıştır. Onlarla güçlü bir şekilde çarpışana kadar onların dünyanın temel birimleri olduğunu düşünürdük ve böylece kesilemeyecek bir şey keşfettik: temel parçacıklar. Ama şimdi bir sorunumuz var: onları görmemiz için çok küçükler. Bir düşünün, gözlem nasıl yapılır? Gözlem yapabilmek için ışığa, yani elektromanyetik dalgalara ihtiyacımız var ... Dalga bandı nesnenin yüzeyine çarpar ve gözlerinize yansır.Işık dalgası nesnenin bilgisini taşır, böylece beyniniz görüntüyü oluşturabilir. Etkileşim durumunda gözlem yapın.
Resim: Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki kompakt müon bobini tarafından üretilen Higgs bozonu. Hadron jetlerine bozunan protonların ve elektronların çarpışmasıyla oluşur.
Görmek ve anlamak pasif olmaktan çok aktif bir süreçtir. Çoğu nesne için bu bir sorun değildir, ancak temel parçacıklar son derece küçüktür, o kadar küçüktür ki, bildiğimiz elektromanyetik dalgalara hiç dokunulamaz ve görünür ışık yalnızca onlara nüfuz eder. Elektromanyetik dalgaların dalga boyunu azaltarak sorunu çözebiliriz, ancak dalga boyu ne kadar küçükse enerji o kadar büyük olur. Yani, kapıyı kırdığımda ve parçacığı aydınlatmak için yüksek enerjili bir ışık kullandığımda, ışık parçacığın konumunu değiştirecekti, onu gözlemlemek için doğasını değiştirdik. Sonuç, temel parçacıkları doğru bir şekilde ölçemeyeceğimizdir. Bu fenomen, Heisenberg'in Belirsizlik İlkesi olarak adlandırılır. Tüm kuantum fiziğinin temelidir. Peki parçacıklar neye benziyor? Özü nedir? Bilmiyoruz.
Örnek: Heisenberg'in elektronların (mavi noktalar) konumunu ölçen varsayımsal gama ışını mikroskobu. dalga boyuna sahip saptama gama ışını (yeşil renkte gösterilmiştir), elektronlar tarafından saçıldıktan sonra, açıklık açısına sahip bir mikroskobun merceğine girer ve çapı 'dir. Dağınık gama ışınları kırmızı ile gösterilmiştir.
Mümkün olduğunca çok gözlemlersek, bir grup bulanık nesne görebiliriz, ancak bu parçacığın kendisi değildir, sadece nerede olduğunu bilebiliriz. Bu durumda nasıl bilimsel araştırma yapıyoruz? Tıpkı öncekiler gibi yeni bir matematiksel model önerdik: nokta parçacık modeli. Bir parçacığın uzayda sadece bir nokta olduğunu, herhangi bir elektronun uzayda sadece belirli bir yük ve belirli kütleye sahip bir nokta olduğunu ve tüm elektronların ayırt edilemez olduğunu varsayıyoruz, böylece fizikçiler onları tanımlayabilir ve aralarındaki etkileşimi hesaplayabilir. Bu teorinin rolü "kuantum alan teorisi" olarak adlandırılır ve ortaya çıkışı birçok sorunu çözmüştür. Parçacık fiziğindeki standart model buna dayanmaktadır ve parçacık fiziği deneylerinin kesin değeri de oldukça yüksektir.Bazı elektronların kuantum özellikleri ölçülmüştür ve kesin değer% 0.0000000000002'ye (2 × 10 ^ -% 13) ulaşabilir . Dolayısıyla, bir parçacık gerçekten bir nokta olmasa bile, böyle bir varsayım evreni oldukça doğru bir şekilde tanımlamamıza izin verir.Bu tür bir düşünce sadece bilimin ilerlemesini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda bize her gün kullandığımız birçok teknolojik başarıyı da getirir.
Resim: Solda Einstein'ın yarık problemi için sabit bölme ve yarık deneysel cihaz var. Sağda, Bohr gelişmiş bir deneysel cihaz tasarladı ve sabit bölmeyi yukarı ve aşağı hareket edebilen bir bölmeyle değiştirdi.
Ama büyük bir sorun var. Kuantum mekaniğinde, tüm kuvvetler belirli parçacıklar tarafından üretilir. Ancak Einstein'ın genel görelilik teorisine göre, yerçekimi evrendeki diğer kuvvetler gibi değildir.Evren bir dramsa, parçacıklar aktördür ve yerçekimi bir aşamadır. Basitçe söylemek gerekirse, yerçekimi bir çeşit geometridir, zaman ve uzayın geometrisidir, mutlak mesafeleri tanımlamamız gerekir, ancak kuantum fiziği dünyasında nesneleri net bir şekilde ölçemeyiz.Kütleçekim modeli ve kuantum fiziği modeli birbiriyle uyumsuzdur. Fizikçiler yerçekimini tanımlamak için yeni parçacıklar eklemeye çalıştıklarında matematiksel sistemleri başarısız oldu Bu çok önemli bir problem.
Yerçekimini kuantum standart modeliyle birleştirebilirsek, her şeyin tüm teorisini elde edebiliriz, böylece dahiler yeni modeller hakkında düşünmeye başladılar: "Bir noktadan daha karmaşık olan nedir?" Bir çizgi mi? Dizi? Sicim teorisi böyle doğmuştur.Sicim teorisinin bu kadar ince olmasının nedeni, farklı sicim titreşim modları ile birçok farklı temel parçacığı tanımlamasıdır. Bir kemanın farklı tellerinin titreşmesi gibi, bunlar farklı sesler üretebilir ve tellerin çeşitli titreşim modları farklı parçacıklar üretir. En önemlisi, yerçekimi de dahil edilmiştir: Sicim teorisi, evrendeki tüm temel kuvvetleri birleştirebilir ve bu da büyük bir artışa neden olmuştur. Sicim teorisi hızla her şeyi açıklayabilen bir teori haline geldi.Maalesef sicim teorisinin birçok sınırlaması var.Üç boyutlu uzay ve tek boyutlu zamandan oluşan evrenimizde sicim teorisi matematiksel tutarlılığı koruyamıyor. En azından sicim teorisi Çalışmak için on boyutlu bir dünyaya ihtiyaç vardır, bu nedenle sicim teorisi gerçekten de evrende teoride işleyebilir ve fizikçiler içinde yaşadığımız evreni keşfetmek için kalan altı boyutu ortadan kaldıran bir matematiksel model bulmak istiyorlar. Ama şimdiye kadar kimse yapamaz.
Ve sicim teorisinin öngörüleri deneylerle doğrulanmadı. Bu nedenle sicim teorisi, evrenin gerçek görünümünü gerçekten ortaya çıkarmaz. Bu yüzden birisi sicim teorisinin hiç pratik olmayabileceğine dikkat çekti. Bilim, bir dizi deney ve tahminlerden oluşur. Kanıtlayamazsak, neden sicim teorisiyle uğraşalım? Onu nasıl kullandığımızla yakından ilgilidir.Fizik matematiğe dayanır 2 + 2 = 4. Bu gerçek.Ne düşünürseniz düşünün, sicim teorisindeki matematiksel türetme yapılabilir. Sicim teorisinin hala pratik olmasının nedeni budur. Büyük bir yolcu gemisi inşa ettiğinizi hayal edin, ancak sadece bir kürek teknesi için bir planınız var.Malzemeler, motorlar ve boyutlar bakımından büyük farklılıklar gösterse de, prensip aynıdır, yani yüzen bir nesne. Yani, bir kürek teknesinin planını inceleyerek, sonunda bir yolcu gemisinin nasıl inşa edileceğini öğrenebilirsiniz.
Sicim teorisi ile, bir kara deliğin nasıl çalıştığı veya bilgi paradoksu gibi, onlarca yıldır fizikçileri rahatsız eden kuantum yerçekimi problemlerinden bazılarını açıklamaya çalışabiliriz. Sicim teorisi bize rehberlik edecek bir işaret olabilir. Bu fikirle sicim teorisi, teorik fizikçiler için değerli bir araç haline geldi ve kuantum dünyasının yeni seviyelerini ve bazı güzel matematiksel teorileri keşfetmelerine yardımcı olabilir. Bu nedenle sicim teorisi her şeyi açıklamasa da, tıpkı nokta parçacık modeli gibi pratik bir teori olabilir. Henüz gerçek dünyanın kökenini bilmiyoruz, ancak onu keşfetmek için daha fazla teori çalışmaya devam edeceğiz. Belki gelecekte bir gün, gizemi gerçekten anlayabiliriz.
ilgili bilgi
Sicim teorisi olarak da bilinen sicim teorisi, kuantum mekaniğini ve genel göreliliği her şeyin teorisi olarak birleştiren teorik fiziğin geliştirilmesinin bir dalıdır. Sicim teorisi, evrendeki elektronlar, kuarklar ve nötrinolar gibi tüm mikroskobik parçacıkların bu boyutsal "enerji çizgisinden" oluştuğunu açıklamak için en temel birim olarak "enerji dizisi" nin bir bölümünü kullanır; başka bir deyişle, sicim teorisi savunur. "İp", farklı titreşim modları ile doğadaki çeşitli temel parçacıklara karşılık gelir.
Daha önceki bir dönemde kurulan parçacık teorisi, tüm maddenin sıfır boyutlu nokta parçacıklardan oluştuğuna inanıyordu.Aynı zamanda yaygın olarak kabul gören bir fiziksel modeldir.Ayrıca birçok fiziksel olguyu ve sorunu başarıyla açıkladı ve tahmin etti. Temel aldığı parçacık modeli bazı açıklanamayan sorunlarla karşılaştı. Buna karşılık, sicim teorisinin temeli dalga modelidir, bu nedenle önceki teorinin karşılaştığı sorunları önleyebilir. Sicim teorisinin daha derin teorisi yalnızca ip benzeri nesneleri tanımlamakla kalmaz, aynı zamanda nokta benzeri, ince film nesneleri, daha yüksek boyutlu uzaylar ve hatta paralel evrenleri de içerir. Sicim teorisi henüz deneylerle doğrulanabilecek doğru tahminlerde bulunamamıştır.
Referans
1. Wikipedia
2. Astronomik terimler
3. Köri Yıldızı
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
