Home | Η Φυσική στο
Δίκτυο Η Ελληνική πύλη στο χώρο της Φυσικής |
Οι θεωρίες χορδής Οι θεωρίες της υπερχορδής επιλύουν-αναλύουν το πιό αινιγματικό πρόβλημα της θεωρητικής φυσικής του εικοστού αιώνα: Τη μαθηματική ασυμφωνία των δύο θεμελιωδών πυλώνων της Φυσικής δηλαδή της κβαντικής μηχανικής και της γενικής θεωρίας της σχετικότητας. Για να το κάνουν αυτό, οι θεωρίες
της χορδής τροποποιούν την άποψη που έχουμε για
να κατανοούμε το χωρόχρονο και τη βαρυτική
δύναμη. |
Πως άρχισε η ιστορία με τις χορδές; Η σχετικιστική κβαντική θεωρία
πεδίου (συνδυασμός κβαντικής μηχανικής και
γενικής θεωρίας της σχετικότητας) δουλεύει καλά
στη παρατηρούμενες συμπεριφορές και ιδιότητες
των στοιχειωδών σωματιδίων. Η Γενική Σχετικότητα έχει αποδώσει πλούσια στη κατανόηση του Σύμπαντος, τις τροχιές των πλανητών, τις εκρήξεις των αστέρων και γαλαξιών, το Big Bang και πρόσφατα τις μαύρες τρύπες και τους βαρυτικούς φακούς. Πάντως η θεωρία αυτή εργάζεται καλά όταν η κβαντική θεωρία δεν χρειάζεται στην περιγραφή της Φύσης. Έτσι με τις αδυναμίες που
παρουσιάζουν οι παραπάνω θεωρίες να
επεξεργαστούν όλα τα θέματα που μπαίνουν στη
Φυσική (τη βαρύτητα η κβαντική θεωρία και τα
κβαντικά φαινόμενα του μικρόκοσμου η γενική
θεωρία της σχετικότητας), έρχεται η θεωρία της
χορδής που πιστεύεται ότι θα γεφυρώσει αυτό το
χάσμα. Αλλά τα σωματίδια στην θεωρία της
χορδής εμφανίζονται σαν διεγέρσεις χορδής , και
συμπεριλαμβάνουν στις διεγέρσεις αυτές της
χορδής και ένα σωματίδιο με μηδενική μάζα και
spin=2. Αλλά δεν ήταν αρκετό να προβλέψει
το βαρυτόνιο η θεωρία της χορδής. Ο οποιοσδήποτε
μπορεί να προσθέσει ένα βαρυτόνιο στην κβαντική
θεωρία πεδίου, αλλά οι υπολογισμοί που
προϋποθέτει για να περιγράψει τη Φύση γίνονται
άχρηστοι. Και αυτό γιατί, όπως φαίνεται στο
παρακάτω σχήμα, οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των
σωματιδίων συμβαίνουν σε ένα απλό σημείο του
χωρόχρονου, σε μηδενική απόσταση μεταξύ των
αντιδρώντων σωματιδίων.
Για τα βαρυτόνια, τα μαθηματικά συμπεριφέρονται τόσο άσχημα σε μηδενικές αποστάσεις που οι απαντήσεις δεν είναι ακριβείς. Στην θεωρία της χορδής, οι χορδές συγκρούονται πάνω σε μία μικρή αλλά πεπερασμένη απόσταση, και οι απαντήσεις γίνονται λογικές. Αυτό δεν σημαίνει πως η θεωρία χορδής δεν είναι χωρίς ελλείψεις. Αλλά η συμπεριφορά μηδενικής απόστασης είναι τέτοια που μπορούμε να συνδυάσουμε κβαντική μηχανική και βαρύτητα., και μπορούμε να κουβεντιάσουμε σχετικά για μια διέγερση της χορδής που μεταφέρει την βαρυτική δύναμη. |