תורת המיתרים: מה זה, השלכות

המאה ה -20 הייתה חשובה ביותר להתפתחות המדע ולהבנת הרכב היקום. זה קרה בזכות התפתחות התיאוריות השלמות ביותר שנוצרו אי פעם לתיאור מבנה היקום: א תורת היחסות הכללית, ב אלברט איינשטיין, וה פיזיקה קוונטית.

למרות ההצלחה של תיאוריות אלה, הם השאירו כמה שאלות פתוחות. ראשית, תורת היחסות הכללית אינה יכולה להסביר את התיאוריה של המפץ הגדול וגם לא ההתנהגות של חורים שחורים. שנית, פיזיקה קוונטית אינה מציעה הסבר מספק ל כּוֹחַ הַכּוֹבֶד.

ה תיאוריית המיתריםפותח בניסיון לאחד את שתי התיאוריות העיקריות הללו של הפיזיקה המודרנית. זה התחיל להתפתח בשנת 1919, על ידי תיאודור קלוזה, וממשיך להתפתח. החידוש האחרון הוצע על ידי אדוארד ויטן בין 1994 ל -1997.

מהי תורת המיתרים?

אם אתה מסתכל על מדבר בנקודה מסוימת, מה שתראה הוא חלל רציף שצבעו יהיה תלוי בצבע החול שמרכיב אותו. אבל אם תתקרב למדבר הזה, תראה שהוא מורכב מגרגירי חול זעירים. גרגרים אלה, בתורם, מורכבים מחלקיקים קטנים עוד יותר שאינם נראים בעין בלתי מזוינת: האטומים. המבנה שלהם נוצר על ידי אלקטרונים, פרוטונים ו נויטרונים. פרוטונים ונויטרונים נוצרים מחלקיקים אלמנטריים הנקראים קווארקים. זה המקום אליו הולכת הפיזיקה המקובלת. תורת המיתרים מרחיקה לכת.

על פי תיאוריית המיתרים, אתה קווארקים נוצרים על ידי חוטים קטנים של אנרגיה הדומה לקטנים מיתרים תוססיםומכאן השם שניתן לתאוריה. מיתרים אלה היו רוטטים בתבניות שונות, בתדרים שונים, ומייצרים את החלקיקים השונים המרכיבים את עולמנו. שים לב לתכנית באיור להלן:

האיור מראה שאם העניין יתפרק לחלקים הקטנים ביותר שלו, נראה שהוא מורכב מחוטים קטנים.

כדי להקל על ההבנה, אנו יכולים לצייר אנלוגיה בין מיתרים אלה לבין מיתרי גיטרה: כשם שהרטט השונה של מיתרי הגיטרה מייצר צלילים שונים, הרטט של חוטי האנרגיה הקטנים הללו מייצר חלקיקים שונים.

בקביעה שכל מה שמרכיב את היקום מורכב מצורה אחת, תורת המיתרים מצליחה לאחד את כל תיאוריות הפיזיקה. מכיוון שכל החלקיקים המרכיבים חומר מורכבים מישות אחת בלבד, ניתן להסביר את כולם על ידי תיאוריה אחת בלבד. לכן אפשר לקרוא גם לתורת המיתרים תיאוריה של כל הדברים (תורת הכל- TOE).

השלכות תורת המיתרים

ה התוצאה העיקרית של תורת המיתרים זה בהוכחה המתמטית שלו: זה לא עובד ביקום עם שלושה ממדים מרחביים, אלא באחד עם עשרה ממדים של חלל ואחד של זמן! פירוש הדבר שאם התיאוריה מוכחת, ישנן שבע ממדים מרחביים שאיננו יכולים לתפוס וזה חורג מגובה, אורך ורוחב. זה מייצג מבט חדש על היקום שונה לגמרי ממה שאנחנו כבר יודעים.

למרות כל ההתקדמות שהוצגו כבר, תורת המיתרים היא עדיין רק רעיון ולא ניתן להדגים אותה בניסוי. זה צפוי, עם התקדמות המחקר סביב מאיצי חלקיקים, ניתן יהיה להוכיח זאת בשנים הקרובות.

מאת מריאן מנדס
בוגר פיזיקה

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-das-cordas.htm