كان القرن العشرين مهمًا للغاية لتطوير العلم وفهم تكوين الكون. حدث هذا بفضل تطوير أكثر النظريات اكتمالاً على الإطلاق لوصف بنية الكون: أ النسبية العامة، في البرت اينشتاين، و ال فيزياء الكم.
على الرغم من نجاح هذه النظريات ، إلا أنها تركت بعض الأسئلة مفتوحة. أولاً ، لا تستطيع النسبية العامة تفسير نظرية الانفجار العظيم ولا سلوك الثقوب السوداء. ثانيًا ، لا تقدم فيزياء الكم تفسيرًا مرضيًا لـ الجاذبية.
ال نظرية الأوتارفي محاولة لتوحيد هاتين النظريتين الرئيسيتين للفيزياء الحديثة. بدأ تطويره في عام 1919 ، بواسطة ثيودور كلوزا، ويستمر في التطور. أحدث ابتكار تم اقتراحه من قبل إدوارد ويتن بين 1994 و 1997.
ما هي نظرية الأوتار؟
إذا نظرت إلى الصحراء في نقطة معينة ، فإن ما ستراه هو مساحة متصلة سيعتمد لونها على لون الرمال التي تتكون منها. لكن إذا اقتربت من هذه الصحراء ، فسترى أنها مكونة من حبيبات صغيرة من الرمال. تتكون هذه الحبوب بدورها من جزيئات أصغر غير مرئية للعين المجردة: الذرات. هذه هيكلها شكلت من قبل الإلكترونات, البروتونات و النيوترونات. تتكون البروتونات والنيوترونات من جسيمات أولية تسمى جسيمات دون الذرية. هذا هو المكان الذي تذهب إليه الفيزياء التقليدية. تذهب نظرية الأوتار إلى أبعد من ذلك بقليل.
وفقا ل نظرية الأوتار، أنت جسيمات دون الذرية تتكون من خيوط صغيرة من الطاقة تشبه الصغيرة سلاسل نابضة بالحياة، ومن هنا جاء الاسم الذي يطلق على النظرية. ستهتز هذه الأوتار بأنماط مختلفة ، بترددات مختلفة ، منتجة الجسيمات المختلفة التي يتكون منها عالمنا. لاحظ الرسم البياني في الشكل أدناه:
يوضح الشكل أنه إذا تم تقسيم المادة إلى أصغر أجزائها ، فسنرى أنها مكونة من سلاسل صغيرة.
لسهولة الفهم ، يمكننا رسم تشبيه بين هذه السلاسل و أوتار الجيتار: مثلما تنتج الاهتزازات المختلفة لأوتار الجيتار أصواتًا مختلفة ، فإن اهتزازات هذه الخيوط الصغيرة للطاقة تنتج جسيمات مختلفة.
بالقول إن كل شيء يتكون الكون يتكون من شكل واحد ، فإن نظرية الأوتار تمكنت من توحيد جميع نظريات الفيزياء. نظرًا لأن جميع الجسيمات التي تتكون منها المادة تتكون من كيان واحد فقط ، فيمكن تفسيرها جميعًا بنظرية واحدة فقط. لهذا السبب يمكن أيضًا تسمية نظرية الأوتار نظرية كل شيء (نظرية كل شيء- إصبع قدم).
الآثار المترتبة على نظرية الأوتار
ال النتيجة الرئيسية لنظرية الأوتار إنه في برهانه الرياضي: إنه لا يعمل في كون ذي ثلاثة أبعاد مكانية ، ولكن في كون له عشرة أبعاد من الفضاء وواحد من الزمن! هذا يعني أنه إذا تم إثبات النظرية ، فهناك سبعة أبعاد مكانية لا يمكننا إدراكها والتي تتجاوز الطول والطول والعرض. هذا يمثل وجهة نظر جديدة للكون مختلفة تمامًا عما نعرفه بالفعل.
على الرغم من كل التطورات التي تم تقديمها بالفعل ، لا تزال نظرية الأوتار مجرد فكرة ولا يمكن إثباتها تجريبيًا. ومن المتوقع أنه مع تقدم البحث حول مسرعات الجسيمات، سيكون من الممكن إثبات ذلك في السنوات القادمة.
بقلم ماريان مينديز
تخرج في الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-das-cordas.htm