دو روی سکه روی یک رشته می لرزد
آلبرت انیشتین هرگز در ایجاد یک نظریه واحد که کل جهان را در یک ساختار منسجم توضیح دهد، موفق نشد. در طی یک قرن، محققان سه نیروی فیزیکی از چهار نیروی فیزیکی شناخته شده را در آنچه مدل استاندارد نامیدند ترکیب کردند. با این حال، نیروی چهارمی وجود دارد، گرانش، که کاملاً در این معما نمی گنجد.
یا شاید همین باشد؟
به لطف اکتشافات و نتایج فیزیکدانان مرتبط با دانشگاه معروف پرینستون آمریکا، اکنون سایه‌ای از فرصتی برای تطبیق نظریه‌های اینشتین با دنیای ذرات بنیادی که توسط مکانیک کوانتومی اداره می‌شود، وجود دارد.
اگرچه هنوز یک «نظریه همه چیز» نیست، کاری که بیش از بیست سال پیش انجام شد و امروزه همچنان در حال گسترش است، الگوهای ریاضی شگفت انگیزی را نشان می دهد. نظریه گرانش اینشتین با سایر حوزه های فیزیک - در درجه اول با پدیده های زیراتمی.
همه چیز با آثار یافت شده در دهه 90 شروع شد ایگور کلبانوف، استاد فیزیک در پرینستون. اگرچه ما در واقع باید حتی بیشتر به دهه 70 برگردیم، زمانی که دانشمندان در حال مطالعه ذرات ریز زیر اتمی به نام کوارک ها.
فیزیکدانان عجیب می‌دانستند که هر چقدر هم که پروتون‌ها با انرژی برخورد می‌کنند، کوارک‌ها نمی‌توانند آزاد شوند - آنها همیشه در داخل پروتون‌ها قفل شده‌اند.
یکی از افرادی که روی این موضوع کار کرد این بود الکساندر پولیاکوفهمچنین استاد فیزیک در پرینستون. معلوم شد که کوارک ها توسط ذرات نامگذاری شده جدید به هم چسبیده اند مرا ستایش کن. برای مدتی، محققان بر این باور بودند که گلوئون‌ها می‌توانند «رشته‌هایی» تشکیل دهند که کوارک‌ها را به یکدیگر متصل می‌کنند. پولیاکوف ارتباطی بین نظریه ذرات و نظریه استروn.، اما با هیچ مدرکی نتوانست این موضوع را تایید کند.
در سال های بعد، نظریه پردازان شروع به پیشنهاد کردند که ذرات بنیادی در واقع قطعات کوچکی از رشته های ارتعاشی هستند. این نظریه موفق شد. توضیح تصویری می تواند به شرح زیر باشد: همانطور که یک سیم ارتعاشی در ویولن صداهای مختلفی تولید می کند، ارتعاشات سیم ها در فیزیک جرم و رفتار یک ذره را تعیین می کند.
در سال 1996 ، کلبانوف به همراه یک دانشجو (و بعداً دانشجوی دکترا) استیون گابسر و همکار فوق دکتری آماندا پیت، از نظریه ریسمان برای محاسبه گلوئون ها استفاده کرد و سپس نتایج را با نظریه ریسمان مقایسه کرد.
اعضای تیم از اینکه هر دو رویکرد نتایج بسیار مشابهی را به همراه داشت شگفت زده شدند. یک سال بعد، کلبانوف نرخ جذب سیاهچاله ها را مطالعه کرد و متوجه شد که این بار دقیقاً یکسان است. یک سال بعد، فیزیکدان معروف خوان مالداسنا مطابقت بین شکل خاصی از گرانش و نظریه توصیف ذرات را کشف کرد. در سال های بعد، دانشمندان دیگری روی آن کار کردند و معادلات ریاضی را توسعه دادند.
بدون پرداختن به پیچیدگی های این فرمول های ریاضی، همه چیز به این واقعیت ختم شد که برهم کنش گرانشی و زیراتمی ذرات مانند دو روی یک سکه است. از یک طرف، این یک نسخه توسعه یافته از گرانش است که از نظریه نسبیت عام انیشتین در سال 1915 گرفته شده است، از طرف دیگر، این نظریه ای است که تقریباً رفتار ذرات زیر اتمی و برهمکنش های آنها را توصیف می کند.
کار کلبانوف توسط گوبسر ادامه یافت که بعدها استاد فیزیک دانشگاه پرینستون شد البته، اما متاسفانه چند ماه پیش درگذشت. او بود که سالها استدلال می کرد که اتحاد بزرگ چهار نیرو با گرانش، از جمله استفاده از نظریه ریسمان، می تواند فیزیک را به سطح جدیدی برساند.
با این حال، وابستگی های ریاضی باید به نوعی به صورت تجربی تایید شوند، و با این وضعیت وضعیت بسیار بدتر است. هنوز هیچ آزمایشی برای انجام این کار وجود ندارد.
همچنین ببینید:
