Superstrings คืออะไร?

superstrings หรือทฤษฎี superstring เป็นสาขาฟิสิกส์ที่น่าตื่นเต้นบางครั้งเรียกว่าทฤษฎีของทุกสิ่งมีหลายคนที่คิดว่าเป็นคำอธิบายที่รวมกันที่ไม่สามารถอธิบายได้ Einstein ค้นหาซึ่งสามารถอธิบายถึงกองกำลังที่รู้จักทั้งหมดในจักรวาล

จนกระทั่ง Superstrings เข้ามานักวิทยาศาสตร์มีทฤษฎีที่ต่อต้านสองทฤษฎีเกี่ยวกับวิธีการที่กฎของธรรมชาติประพฤติ: Einsteins ทฤษฎีทั่วไปของสัมพัทธภาพกลศาสตร์ควอนตัม

สัมพัทธภาพทั่วไปอธิบายโลกตามที่เรารู้ในระดับที่ค่อนข้างใหญ่มันอธิบายถึงกาลอวกาศว่าเป็นผ้าที่บิดเบี้ยวโดยการบัญชีมวลสำหรับระบบวงโคจรกาแลคซีและแรงโน้มถ่วงแต่กฎหมายเหล่านี้พังทลายลงในระดับควอนตัมซึ่งไม่สามารถวัดอนุภาค subatomic ในแง่ของตำแหน่งที่แน่นอนในอวกาศในเวลาที่กำหนดนอกจากนี้ยังมีแนวโน้มที่จะย้ายไปข้างหลังในเวลาที่มันจะก้าวไปข้างหน้าและยังปรากฏอยู่ในสองสถานที่พร้อมกันโลกของเล็ก ๆ น้อย ๆ มีความแปลกประหลาดนักวิทยาศาสตร์ประกาศเกียรติคุณคำว่าควอนตัมแปลก ๆ เพื่ออธิบายมัน

ปัญหาสำหรับนักฟิสิกส์คือการสร้างทฤษฎีที่จะรวมโลกที่เรารู้จักกับโลกควอนตัมคำอธิบายอย่างหนึ่งที่จะอธิบายถึงกองกำลังทั้งสี่ที่รู้จัก: แรงโน้มถ่วงกองกำลังนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งและอ่อนแอและแม่เหล็กไฟฟ้าSuperstrings อาจเป็นคำตอบ

ผ่านสมการทางคณิตศาสตร์มันก็เห็นได้ชัดว่าวิธีที่เราเคยคิดเกี่ยวกับอนุภาคเป็นจุดหรือลูกน้อยของพลังงานไม่ถูกต้องบิตเล็ก ๆ ของสสารเหล่านี้มีพฤติกรรมเหมือนการกระดิก, สั่นสตริงสตริงมีขนาดเล็กมากที่ Brian Greene นักฟิสิกส์และผู้สนับสนุนอธิบายว่าหากอะตอมเดียวมีขนาดของระบบสุริยะของเราสตริงจะเป็นขนาดของต้นไม้เท่านั้นแต่สตริงทำขึ้นทุกเรื่องตั้งแต่ระดับควอนตัมขึ้น

วิธีที่สตริงสั่นสะเทือนกำหนดคุณสมบัติเฉพาะของแต่ละอนุภาคแต่ละอนุภาคเปรียบเทียบจักรวาลกับซิมโฟนีจักรวาลของ Superstringsแต่เพื่อกำจัดทฤษฎีความผิดปกติทางคณิตศาสตร์จำเป็นต้องมีมิติพิเศษหกมิติขนาดพิเศษหกมิตินั้นมีรูปร่างเล็ก ๆ แบบม้วนงอขึ้น 6 มิติในทุกจุดภายในอวกาศของเราภายในรูปร่าง 6-D เหล่านี้เป็นสายของทฤษฎี Superstringหกมิติพิเศษรวมทั้งสามของเราหมายความว่ามี 9 มิติจริงๆเพิ่มอีกหนึ่งสำหรับ

เวลาและทั้งหมดคือ 10 มิติน่าประหลาดใจอย่างที่เคยเป็นมามันไม่ใช่จุดจบ

ในปี 1995 ทฤษฎีที่แตกต่างกันของ Superstrings นำเสนอปริศนาจนกระทั่ง

m-theory รวมกันจับได้เพียงอย่างเดียว?M-Theory ต้องใช้มิติที่ 11สิ่งนี้นำเสนอภาพใหม่ของสตริงโดยให้พลังงานเพียงพอสายอาจยืดออกเพื่อให้กลายเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ลอยขนาดใหญ่มากที่เรียกว่า brane สำหรับระยะสั้นBranes สามารถมีคุณสมบัติมิติที่แตกต่างกันและเติบโตขึ้นได้มากเท่ากับจักรวาลในความเป็นจริงตามทฤษฎีจักรวาลทั้งหมดของเรามีอยู่บนเบรนลอยตัว - เพียงหนึ่งในหลาย branes ลอยน้ำที่แต่ละคนรองรับจักรวาลคู่ขนานของพวกเขาเองเบรนแต่ละชิ้นแสดงถึงพื้นที่หนึ่งของพื้นที่มิติที่สูงขึ้นหรือจำนวนมาก

แม้ว่ารุ่นมาตรฐานของปี 1970 จะรวมสามในสี่ของกองกำลังในทฤษฎีที่เป็นเอกภาพ แต่แรงโน้มถ่วงไม่สามารถคืนดีกับกองกำลังควอนตัมทั้งสามแต่ความก้าวหน้าใน Superstrings ครอบคลุมถึงแรงโน้มถ่วงที่เข้าใจยากกระซิบของจอกศักดิ์สิทธิ์ของฟิสิกส์หากอนุภาคสมมุติฐานที่ไม่มีมวลรับผิดชอบในการส่งแรงโน้มถ่วง - graviton - อยู่ที่ระดับควอนตัมเป็นปิดสตริงสิ่งนี้จะนำเสนอการเชื่อมโยงแรงโน้มถ่วงโดยตรงไปยังทฤษฎีของ superstrings

ทฤษฎีทำนายสตริงสามารถเป็นได้เปิดหรือปิดสายเปิดหรือสตริงที่มีลักษณะคล้ายกับขนนกเล็ก ๆ น้อย ๆ มีจุดสิ้นสุดอย่างน้อยหนึ่งจุดที่ติดอยู่กับเมมเบรนเหมือนรถเข็นติดอยู่กับสายเคเบิลด้านบนเข้ากับสายไฟฟ้าสตริงสามารถเคลื่อนที่ผ่านเบรนได้ แต่ไม่สามารถทิ้งไว้ได้อธิบายว่าทำไมเราคมดมองออกไปจากมิติของเราอะตอมที่ประกอบขึ้นเป็นร่างกายของเราประกอบด้วยสายเปิดที่ติดตั้งปลายทางเข้ากับเมมเบรน 3 มิติของเราอีกวิธีหนึ่งในการดูคือการพิจารณาหน้าจอภาพยนตร์ผู้คนบนหน้าจอดูเหมือนจะเป็นสามมิติ แต่พวกเขาไม่สามารถเข้าถึงหน้าจอในโลก 3 มิติของเราได้พวกเขาติดอยู่ในโลก 2 มิติของพวกเขาเช่นเดียวกับที่เราติดอยู่ในโลก 3 มิติของเราและไม่สามารถเข้าถึงมิติที่อยู่ใกล้เคียงได้นักวิทยาศาสตร์อ้างถึงสิ่งนี้ว่าองศาอิสระ.

แต่ graviton นั้นแตกต่างกันในฐานะที่เป็นสตริงหรือลูปปิดโดยไม่มีจุดสิ้นสุดที่แนบมามันเป็นทฤษฎีว่ามันอาจจะสามารถหลบหนี brane 3-D ของเราและซึมเข้าไปในมิติอื่น ๆสิ่งนี้จะอธิบายได้ว่าทำไมแรงโน้มถ่วงจึงอ่อนแอกว่ากองกำลังอื่น ๆ หลายครั้ง

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าแรงโน้มถ่วงบนเบรนขนานแข็งแกร่งเท่ากับกองกำลังอื่น ๆ แต่อ่อนแอกว่าที่นี่เพราะมันรั่วไหลเป็นมิติของเรา?ในทางคณิตศาสตร์ทฤษฎีของ Superstrings ทำงานได้อย่างสวยงามอีกครั้งและในที่สุดก็อธิบายคำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับความอ่อนแอของแรงโน้มถ่วงในขณะที่รวมมันเข้ากับกองกำลังอีกสามกองปัง.นักฟิสิกส์สี่คนที่เดินทางไปด้วยกันบนรถไฟจัดการเรื่องนี้อย่างไม่เป็นทางการหนึ่งในนั้นตั้งคำถามจะเกิดอะไรขึ้นถ้าสอง branes ชนกัน?มันเป็นเพียงโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่สวยงามหรือไม่?ปรัชญา?หรือคำอธิบายที่แท้จริงของโลกของเรา?ไม่มีทฤษฎีอื่นใดเข้ามาใกล้กับการรวมกองกำลังทั้งสี่ทางคณิตศาสตร์ซึ่งจะมีคำอธิบายสำหรับบิ๊กแบงน้อยกว่ามากแต่การพิสูจน์ว่ามีมิติอื่น ๆ - กระต่ายลอยตัวและจักรวาลคู่ขนาน - เป็นจุดยึดที่สำคัญอย่างไรก็ตามผู้เชื่อของทฤษฎีที่สง่างามกระตือรือร้นที่จะเห็นมันพิสูจน์ได้และนักวิทยาศาสตร์ได้พบว่าอาจมีหลักฐานที่สังเกตได้สตริงขนาดใหญ่ทางดาราศาสตร์ดังนั้นทฤษฎีของ superstrings ยังคงได้รับพื้นดินในท้ายที่สุดถ้าประสบความสำเร็จจาก 11 มิติไปจนถึงจักรวาลคู่ขนานตั้งแต่กาแลคซีหมุนวนไปจนถึงซุปควอนตัม superstrings อาจเป็นเพียงทฤษฎีของทุกสิ่ง.