બ્રહ્માંડની રચનાની સ્ટ્રિંગ થિયરી. સ્ટ્રિંગ થિયરીના વધારાના પરિમાણો

અલબત્ત, બ્રહ્માંડના તાર ભાગ્યે જ આપણે કલ્પના કરીએ છીએ તેના જેવા જ છે. સ્ટ્રિંગ થિયરીમાં, તેઓ ઊર્જાના અદ્ભુત રીતે નાના વાઇબ્રેટિંગ થ્રેડો છે. આ થ્રેડો નાના "રબર બેન્ડ" જેવા છે જે તમામ પ્રકારની રીતે સળવળાટ, ખેંચાતો અને સંકુચિત કરી શકે છે. જો કે, આ બધાનો અર્થ એ નથી કે તેમના પર બ્રહ્માંડની સિમ્ફની "રમવું" અશક્ય છે, કારણ કે, સ્ટ્રિંગ થિયરીસ્ટ્સ અનુસાર, અસ્તિત્વમાં રહેલી દરેક વસ્તુમાં આ "થ્રેડો" હોય છે.

ભૌતિકશાસ્ત્રનો વિરોધાભાસ

19મી સદીના ઉત્તરાર્ધમાં, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓને એવું લાગતું હતું કે તેમના વિજ્ઞાનમાં હવે કોઈ ગંભીર બાબત શોધી શકાશે નહીં. ક્લાસિકલ ભૌતિકશાસ્ત્ર માનતા હતા કે તેમાં કોઈ ગંભીર સમસ્યાઓ બાકી નથી, અને વિશ્વની સંપૂર્ણ રચના એક સંપૂર્ણ નિયમન અને અનુમાનિત મશીન જેવી દેખાતી હતી. મુશ્કેલી, હંમેશની જેમ, નોનસેન્સને કારણે થઈ - નાના "વાદળો"માંથી એક જે હજી પણ વિજ્ઞાનના સ્પષ્ટ, સમજી શકાય તેવા આકાશમાં છે. જેમ કે, એકદમ કાળા શરીરની રેડિયેશન ઊર્જાની ગણતરી કરતી વખતે (એક અનુમાનિત શરીર કે જે કોઈપણ તાપમાને, તરંગલંબાઇને ધ્યાનમાં લીધા વિના, તેના પર રેડિયેશનની ઘટનાને સંપૂર્ણપણે શોષી લે છે - NS). ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે કોઈપણ સંપૂર્ણપણે કાળા શરીરની કુલ રેડિયેશન ઊર્જા અનંત મોટી હોવી જોઈએ. આવી સ્પષ્ટ વાહિયાતતાથી દૂર રહેવા માટે, જર્મન વૈજ્ઞાનિક મેક્સ પ્લાન્કે 1900 માં પ્રસ્તાવ મૂક્યો કે દૃશ્યમાન પ્રકાશ, એક્સ-રે અને અન્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો માત્ર ઊર્જાના અમુક અલગ ભાગો દ્વારા જ ઉત્સર્જિત થઈ શકે છે, જેને તેઓ ક્વોન્ટા કહે છે. તેમની સહાયથી, એકદમ કાળા શરીરની ચોક્કસ સમસ્યાને હલ કરવાનું શક્ય હતું. જો કે, નિર્ધારણવાદ માટે ક્વોન્ટમ પૂર્વધારણાના પરિણામો હજુ સુધી સાકાર થયા ન હતા. ત્યાં સુધી, 1926 માં, અન્ય જર્મન વૈજ્ઞાનિક, વર્નર હેઇઝનબર્ગે, પ્રખ્યાત અનિશ્ચિતતા સિદ્ધાંતની રચના કરી.

તેનો સાર એ હકીકત પર ઉકળે છે કે, અગાઉના તમામ પ્રચલિત નિવેદનોથી વિપરીત, પ્રકૃતિ ભૌતિક નિયમોના આધારે ભવિષ્યની આગાહી કરવાની અમારી ક્ષમતાને મર્યાદિત કરે છે. અમે, અલબત્ત, સબએટોમિક કણોના ભવિષ્ય અને વર્તમાન વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ. તે બહાર આવ્યું છે કે તેઓ આપણી આસપાસના મેક્રોકોઝમમાં કોઈપણ વસ્તુઓ કેવી રીતે કરે છે તેનાથી સંપૂર્ણપણે અલગ રીતે વર્તે છે. સબએટોમિક સ્તરે, અવકાશનું ફેબ્રિક અસમાન અને અસ્તવ્યસ્ત બની જાય છે. નાના કણોની દુનિયા એટલી તોફાની અને અગમ્ય છે કે તે સામાન્ય સમજને અવગણે છે. અવકાશ અને સમય એટલો ટ્વિસ્ટ અને ગૂંથાયેલો છે કે તેમાં ડાબે અને જમણે, ઉપર અને નીચે અથવા પહેલા અને પછીના કોઈ સામાન્ય ખ્યાલો નથી. ચોક્કસ કણ હાલમાં અવકાશમાં કયા બિંદુએ સ્થિત છે અને તેની કોણીય ગતિ શું છે તે નિશ્ચિતપણે કહેવાની કોઈ રીત નથી. અવકાશ-સમયના ઘણા પ્રદેશોમાં કણ શોધવાની માત્ર ચોક્કસ સંભાવના છે. સબએટોમિક સ્તરે કણો સમગ્ર અવકાશમાં "સ્મીયર" હોય તેવું લાગે છે. એટલું જ નહીં, પરંતુ કણોની "સ્થિતિ" પોતે જ વ્યાખ્યાયિત નથી: કેટલાક કિસ્સાઓમાં તેઓ તરંગોની જેમ વર્તે છે, અન્યમાં તેઓ કણોના ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરે છે. આને ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સની વેવ-પાર્ટિકલ ડ્યુએલિટી કહે છે.

વિશ્વની રચનાના સ્તરો: 1. મેક્રોસ્કોપિક સ્તર - પદાર્થ 2. પરમાણુ સ્તર 3. અણુ સ્તર - પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોન 4. સબટોમિક સ્તર - ઇલેક્ટ્રોન 5. સબટોમિક સ્તર - ક્વાર્ક 6. સ્ટ્રિંગ સ્તર / ©બ્રુનો પી. રામોસ

સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાંતમાં, જેમ કે વિપરીત કાયદાઓવાળા રાજ્યમાં, પરિસ્થિતિ મૂળભૂત રીતે અલગ છે. અવકાશ ટ્રેમ્પોલિન જેવી દેખાય છે - એક સરળ ફેબ્રિક કે જે દળ સાથેની વસ્તુઓ દ્વારા વાળીને ખેંચી શકાય છે. તેઓ અવકાશ-સમયમાં વાર્પ્સ બનાવે છે - જેને આપણે ગુરુત્વાકર્ષણ તરીકે અનુભવીએ છીએ. કહેવાની જરૂર નથી, સાપેક્ષતાનો સુમેળભર્યો, સાચો અને અનુમાનિત જનરલ થિયરી "વિલક્ષણ ગુંડા" - ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ સાથે અદ્રાવ્ય સંઘર્ષમાં છે, અને પરિણામે, મેક્રોવર્લ્ડ માઇક્રોવર્લ્ડ સાથે "શાંતિ" કરી શકતું નથી. આ તે છે જ્યાં સ્ટ્રિંગ થિયરી બચાવમાં આવે છે.

2D બ્રહ્માંડ. પોલિહેડ્રોન ગ્રાફ E8 / ©જ્હોન સ્ટેમ્બ્રિજ/એટલાસ ઓફ લાઇ ગ્રુપ્સ પ્રોજેક્ટ

થિયરી ઓફ એવરીથિંગ

સ્ટ્રિંગ થિયરી બે મૂળભૂત રીતે વિરોધાભાસી સામાન્ય સાપેક્ષતા અને ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સને એકીકૃત કરવાના તમામ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓના સ્વપ્નને મૂર્ત બનાવે છે, એક સ્વપ્ન જેણે તેમના દિવસોના અંત સુધી મહાન "જીપ્સી અને ટ્રેમ્પ" આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈનને ત્રાસ આપ્યો હતો.

ઘણા વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે તારાવિશ્વોના ઉત્કૃષ્ટ નૃત્યથી લઈને સબએટોમિક કણોના ઉન્મત્ત નૃત્ય સુધીની દરેક વસ્તુ આખરે માત્ર એક મૂળભૂત ભૌતિક સિદ્ધાંત દ્વારા સમજાવી શકાય છે. કદાચ એક જ કાયદો જે તમામ પ્રકારની ઊર્જા, કણો અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને કેટલાક ભવ્ય સૂત્રમાં જોડે છે.

સામાન્ય સાપેક્ષતા બ્રહ્માંડના સૌથી પ્રખ્યાત દળો - ગુરુત્વાકર્ષણનું વર્ણન કરે છે. ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ અન્ય ત્રણ દળોનું વર્ણન કરે છે: મજબૂત પરમાણુ બળ, જે પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનને અણુઓમાં એકસાથે ગુંદર કરે છે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ અને નબળા બળ, જે કિરણોત્સર્ગી સડોમાં સામેલ છે. બ્રહ્માંડની કોઈપણ ઘટના, અણુના આયનીકરણથી લઈને તારાના જન્મ સુધી, આ ચાર દળો દ્વારા પદાર્થની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે. સૌથી જટિલ ગણિતની મદદથી, તે બતાવવાનું શક્ય હતું કે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અને નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ એક સામાન્ય પ્રકૃતિ ધરાવે છે, તેમને એક જ વિદ્યુત નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં જોડીને. ત્યારબાદ, તેમની સાથે મજબૂત પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઉમેરવામાં આવી હતી - પરંતુ ગુરુત્વાકર્ષણ તેમને કોઈપણ રીતે જોડતું નથી. સ્ટ્રિંગ થિયરી એ ચારેય દળોને જોડવા માટેના સૌથી ગંભીર ઉમેદવારોમાંનું એક છે, અને તેથી, બ્રહ્માંડની તમામ ઘટનાઓને સ્વીકારે છે - તે કંઈપણ માટે નથી કે તેને "એવરીથિંગનો સિદ્ધાંત" પણ કહેવામાં આવે છે.

શરૂઆતમાં એક દંતકથા હતી

વાસ્તવિક દલીલો સાથે યુલરના બીટા ફંક્શનનો ગ્રાફ / ©ફ્લિકર

અત્યાર સુધી, બધા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ સ્ટ્રિંગ થિયરીથી ખુશ નથી. અને તેના દેખાવની શરૂઆતમાં, તે વાસ્તવિકતાથી અનંત દૂર લાગતું હતું. તેણીનો જન્મ એક દંતકથા છે.

1960 ના દાયકાના અંતમાં, એક યુવાન ઇટાલિયન સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રી, ગેબ્રિયલ વેનેઝિયાનો, એવા સમીકરણો શોધી રહ્યા હતા જે મજબૂત પરમાણુ બળને સમજાવી શકે - અત્યંત શક્તિશાળી "ગુંદર" કે જે અણુઓના મધ્યવર્તી કેન્દ્રને એકસાથે ધરાવે છે, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનને એકસાથે બાંધે છે. દંતકથા અનુસાર, એક દિવસ તેણે આકસ્મિક રીતે ગણિતના ઇતિહાસ પરના ધૂળવાળા પુસ્તક પર ઠોકર મારી, જેમાં તેને સ્વિસ ગણિતશાસ્ત્રી લિયોનહાર્ડ યુલર દ્વારા લખાયેલ બે-સો વર્ષ જૂનું કાર્ય મળ્યું. વેનેઝિયાનોના આશ્ચર્યની કલ્પના કરો જ્યારે તેણે શોધ્યું કે યુલર ફંક્શન, જે લાંબા સમય સુધી ગાણિતિક જિજ્ઞાસા સિવાય બીજું કશું જ માનવામાં આવતું નથી, તેણે આ મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વર્ણન કર્યું.

તે ખરેખર શું હતું? આ સૂત્ર કદાચ વેનેઝિયાનોના ઘણા વર્ષોના કાર્યનું પરિણામ હતું, અને તકે માત્ર સ્ટ્રિંગ થિયરીની શોધ તરફ પહેલું પગલું ભરવામાં મદદ કરી. યુલરનું કાર્ય, જેણે ચમત્કારિક રીતે મજબૂત બળને સમજાવ્યું હતું, તેને નવું જીવન મળ્યું છે.

આખરે, તે યુવાન અમેરિકન સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રી લિયોનાર્ડ સસ્કિન્ડની નજરે પડ્યું, જેમણે જોયું કે, સૌ પ્રથમ, સૂત્રમાં એવા કણોનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું કે જેનું કોઈ આંતરિક માળખું નથી અને તે વાઇબ્રેટ કરી શકે છે. આ કણો એવી રીતે વર્તે છે કે તેઓ માત્ર બિંદુ કણો ન હોઈ શકે. સુસ્કિન્ડ સમજાયું - સૂત્ર એક થ્રેડનું વર્ણન કરે છે જે સ્થિતિસ્થાપક બેન્ડ જેવું છે. તે માત્ર ખેંચાઈ અને સંકોચાઈ શકતી નથી, પણ ઓસીલેટ અને સ્ક્વિર્મ પણ કરી શકતી હતી. તેની શોધનું વર્ણન કર્યા પછી, સસ્કિન્ડે શબ્દમાળાઓનો ક્રાંતિકારી વિચાર રજૂ કર્યો.

કમનસીબે, તેમના મોટા ભાગના સાથીદારોએ સિદ્ધાંતને ખૂબ જ ઠંડકથી વધાવ્યો.

માનક મોડલ

તે સમયે, પરંપરાગત વિજ્ઞાન કણોને તાર તરીકે નહીં પણ બિંદુ તરીકે રજૂ કરે છે. વર્ષોથી, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ સબએટોમિક કણોની વર્તણૂકનો અભ્યાસ કરીને તેમને ઊંચી ઝડપે અથડાવીને અને આ અથડામણના પરિણામોનો અભ્યાસ કર્યો છે. તે બહાર આવ્યું છે કે બ્રહ્માંડ કોઈ કલ્પના કરી શકે તે કરતાં ઘણું સમૃદ્ધ છે. તે પ્રાથમિક કણોનો વાસ્તવિક "વસ્તી વિસ્ફોટ" હતો. ભૌતિકશાસ્ત્રના સ્નાતક વિદ્યાર્થીઓ પોકાર કરતા કોરિડોરમાંથી દોડ્યા કે તેઓએ એક નવો કણ શોધી કાઢ્યો છે - તેમને નિયુક્ત કરવા માટે પૂરતા અક્ષરો પણ નહોતા.

પરંતુ, અફસોસ, નવા કણોની "પ્રસૂતિ હોસ્પિટલ" માં, વૈજ્ઞાનિકો ક્યારેય પ્રશ્નનો જવાબ શોધી શક્યા ન હતા - તેમાંના ઘણા શા માટે છે અને તેઓ ક્યાંથી આવે છે?

આનાથી ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ અસામાન્ય અને ચોંકાવનારી આગાહી કરવા માટે પ્રોત્સાહિત કર્યા - તેઓને સમજાયું કે કુદરતમાં કાર્યરત દળોને કણોની દ્રષ્ટિએ પણ સમજાવી શકાય છે. એટલે કે, દ્રવ્યના કણો છે, અને એવા કણો છે જે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ફોટોન એ પ્રકાશનો કણ છે. આ વાહક કણોમાંથી વધુ - સમાન ફોટોન કે જે કણોનું વિનિમય કરે છે - તેટલો તેજસ્વી પ્રકાશ. વૈજ્ઞાનિકોએ આગાહી કરી હતી કે વાહક કણોનું આ ચોક્કસ વિનિમય એ આપણે જે બળ તરીકે સમજીએ છીએ તેના કરતાં વધુ કંઈ નથી. આ પ્રયોગો દ્વારા પુષ્ટિ મળી હતી. આ રીતે ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ દળોને એક કરવાના આઈન્સ્ટાઈનના સ્વપ્નની નજીક જવા માટે વ્યવસ્થાપિત થયા.

સ્ટાન્ડર્ડ મોડલ / ©વિકિમીડિયા કોમન્સમાં વિવિધ કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ

વિજ્ઞાનીઓ માને છે કે જો આપણે બિગ બેંગ પછી, જ્યારે બ્રહ્માંડ ટ્રિલિયન ડિગ્રી વધુ ગરમ હતું, ત્યારે આગળ વધીએ, તો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ અને નબળા બળને વહન કરતા કણો અસ્પષ્ટ બની જશે અને એક બળમાં જોડાઈ જશે જેને ઇલેક્ટ્રોવેક ફોર્સ કહેવાય છે. અને જો આપણે સમય કરતાં વધુ પાછળ જઈએ, તો ઈલેક્ટ્રોવીક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા મજબૂત સાથે એક કુલ "સુપરફોર્સ" માં જોડાઈ જશે.

તેમ છતાં આ બધું સાબિત થવાની રાહ જોઈ રહ્યું છે, ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સે અચાનક સમજાવ્યું કે ચારમાંથી ત્રણ દળો સબએટોમિક સ્તરે કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. અને તેણીએ તેને સુંદર અને સતત સમજાવ્યું. ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું આ સુસંગત ચિત્ર આખરે માનક મોડલ તરીકે જાણીતું બન્યું. પરંતુ, અરે, આ સંપૂર્ણ સિદ્ધાંતમાં એક મોટી સમસ્યા હતી - તેમાં સૌથી પ્રખ્યાત મેક્રો-લેવલ ફોર્સ - ગુરુત્વાકર્ષણ શામેલ નહોતું.

©વિકિમીડિયા કોમન્સ

ગ્રેવિટોન

સ્ટ્રિંગ થિયરી માટે, જેને હજી સુધી "મોર" કરવાનો સમય ન હતો, "પાનખર" આવી ગયો છે, તે તેના જન્મથી જ ઘણી બધી સમસ્યાઓ ધરાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સિદ્ધાંતની ગણતરીએ કણોના અસ્તિત્વની આગાહી કરી હતી, જે ટૂંક સમયમાં સ્થાપિત થઈ હતી, અસ્તિત્વમાં નથી. આ કહેવાતા ટેચીઓન છે - એક કણ જે શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી ફરે છે. અન્ય બાબતોમાં, તે બહાર આવ્યું છે કે સિદ્ધાંતને 10 જેટલા પરિમાણોની જરૂર છે. તે આશ્ચર્યજનક નથી કે આ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ માટે ખૂબ જ મૂંઝવણભર્યું છે, કારણ કે તે આપણે જે જોઈએ છીએ તેના કરતા દેખીતી રીતે મોટી છે.

1973 સુધીમાં, માત્ર થોડા યુવાન ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ હજુ પણ સ્ટ્રિંગ થિયરીના રહસ્યો સાથે ઝંપલાવતા હતા. તેમાંથી એક અમેરિકન સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રી જોન શ્વાર્ટઝ હતા. ચાર વર્ષ સુધી, શ્વાર્ટઝે અનિયંત્રિત સમીકરણોને કાબૂમાં લેવાનો પ્રયાસ કર્યો, પરંતુ કોઈ ફાયદો થયો નહીં. અન્ય સમસ્યાઓમાં, આ સમીકરણોમાંથી એક રહસ્યમય કણનું વર્ણન કરવા માટે ચાલુ રહે છે જેનું કોઈ દળ નથી અને તે પ્રકૃતિમાં જોવા મળ્યું નથી.

વૈજ્ઞાનિકે પહેલેથી જ તેના વિનાશક વ્યવસાયને છોડી દેવાનું નક્કી કર્યું હતું, અને પછી તે તેના પર ઉભરી આવ્યું - કદાચ સ્ટ્રિંગ થિયરીના સમીકરણો પણ ગુરુત્વાકર્ષણનું વર્ણન કરે છે? જો કે, આ સિદ્ધાંતના મુખ્ય "હીરો" ના પરિમાણોનું પુનરાવર્તન સૂચિત કરે છે - શબ્દમાળાઓ. એમ ધારીને કે શબ્દમાળાઓ અણુ કરતાં અબજો અને અબજો ગણી નાની છે, "સ્ટ્રિંગર્સ" એ સિદ્ધાંતના ગેરલાભને તેના ફાયદામાં ફેરવ્યો. રહસ્યમય કણ કે જેને જ્હોન શ્વાર્ટઝે સતત છૂટકારો મેળવવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો તે હવે ગુરુત્વાકર્ષણ તરીકે કામ કરે છે - એક કણ કે જેની લાંબા સમયથી શોધ કરવામાં આવી હતી અને તે ગુરુત્વાકર્ષણને ક્વોન્ટમ સ્તર પર સ્થાનાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપશે. આ રીતે સ્ટ્રિંગ થિયરીએ ગુરુત્વાકર્ષણ સાથે પઝલ પૂર્ણ કરી, જે સ્ટાન્ડર્ડ મોડલમાં ખૂટે છે. પરંતુ, અફસોસ, આ શોધ પર પણ વૈજ્ઞાનિક સમુદાયે કોઈપણ રીતે પ્રતિક્રિયા આપી ન હતી. સ્ટ્રિંગ થિયરી અસ્તિત્વની અણી પર રહી. પરંતુ તે શ્વાર્ટઝને રોકી શક્યો નહીં. માત્ર એક વૈજ્ઞાનિક તેની શોધમાં જોડાવા માંગતો હતો, રહસ્યમય તાર ખાતર તેની કારકિર્દી જોખમમાં મૂકવા તૈયાર હતો - માઈકલ ગ્રીન.

અમેરિકન સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રી જ્હોન શ્વાર્ટઝ અને માઈકલ ગ્રીન

©કેલિફોર્નિયા ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ટેક્નોલોજી/elementy.ru

ગુરુત્વાકર્ષણ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના નિયમોનું પાલન કરે છે એવું વિચારવા માટે કયા કારણો છે? આ "ફાઉન્ડેશનો" ની શોધ માટે 2011 માં ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો. તે એ હકીકતમાં સમાવિષ્ટ છે કે બ્રહ્માંડનું વિસ્તરણ ધીમુ થઈ રહ્યું નથી, જેમ કે એક વખત માનવામાં આવતું હતું, પરંતુ, તેનાથી વિપરીત, વેગ આવી રહ્યો છે. આ પ્રવેગક વિશેષ "એન્ટિગ્રેવિટી" ની ક્રિયા દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે, જે કોઈક રીતે અવકાશના શૂન્યાવકાશની ખાલી જગ્યાની લાક્ષણિકતા છે. બીજી બાજુ, ક્વોન્ટમ સ્તરે, કંઈપણ સંપૂર્ણપણે "ખાલી" હોઈ શકતું નથી - વેક્યૂમમાં, સબટોમિક કણો સતત દેખાય છે અને તરત જ અદૃશ્ય થઈ જાય છે. એવું માનવામાં આવે છે કે કણોનું આ "ફ્લિકરિંગ" "ગુરુત્વાકર્ષણ વિરોધી" શ્યામ ઊર્જાના અસ્તિત્વ માટે જવાબદાર છે જે ખાલી જગ્યાને ભરે છે.

એક સમયે, તે આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈન હતા, જેમણે તેમના જીવનના અંત સુધી ક્યારેય ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના વિરોધાભાસી સિદ્ધાંતોને સ્વીકાર્યા ન હતા (જેની તેમણે પોતે આગાહી કરી હતી), ઊર્જાના આ સ્વરૂપના અસ્તિત્વનું સૂચન કર્યું હતું. શાસ્ત્રીય ગ્રીક ફિલસૂફીની પરંપરાને અનુસરીને, એરિસ્ટોટલ, વિશ્વની શાશ્વતતામાં તેની માન્યતા સાથે, આઈન્સ્ટાઈને તેના પોતાના સિદ્ધાંતની આગાહી કરી હતી, એટલે કે, બ્રહ્માંડની શરૂઆત હતી તે માનવાનો ઇનકાર કર્યો હતો. બ્રહ્માંડને "શાશ્વત" બનાવવા માટે, આઈન્સ્ટાઈને તેમના સિદ્ધાંતમાં ચોક્કસ બ્રહ્માંડ સંબંધી સ્થિરાંક પણ રજૂ કર્યો, અને આ રીતે ખાલી જગ્યાની ઊર્જાનું વર્ણન કર્યું. સદનસીબે, થોડા વર્ષો પછી તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું કે બ્રહ્માંડ કોઈ સ્થિર સ્વરૂપ નથી, તે વિસ્તરી રહ્યું છે. પછી આઈન્સ્ટાઈને કોસ્મોલોજિકલ કોન્સ્ટન્ટનો ત્યાગ કર્યો અને તેને "તેમના જીવનની સૌથી મોટી ખોટી ગણતરી" ગણાવી.

આજે વિજ્ઞાન જાણે છે કે શ્યામ ઉર્જા હજુ પણ અસ્તિત્વમાં છે, જો કે તેની ઘનતા આઈન્સ્ટાઈને ધારી હતી તેના કરતા ઘણી ઓછી છે. પરંતુ કોસ્મોલોજિકલ કોન્સ્ટન્ટનું મૂલ્ય ગમે તેટલું નાનું હોય, તે ચકાસવા માટે પૂરતું છે કે ગુરુત્વાકર્ષણમાં ક્વોન્ટમ અસરો અસ્તિત્વમાં છે.

સબટોમિક નેસ્ટિંગ ડોલ્સ

બધું હોવા છતાં, 1980 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, સ્ટ્રિંગ થિયરીમાં હજુ પણ અસ્પષ્ટ વિરોધાભાસ હતા, જેને વિજ્ઞાનમાં વિસંગતતાઓ કહેવાય છે. શ્વાર્ટ્ઝ અને ગ્રીન તેમને નાબૂદ કરવા વિશે સેટ કરે છે. અને તેમના પ્રયત્નો નિરર્થક ન હતા: વૈજ્ઞાનિકો સિદ્ધાંતમાંના કેટલાક વિરોધાભાસને દૂર કરવામાં સક્ષમ હતા. આ બંનેના આશ્ચર્યની કલ્પના કરો, પહેલેથી જ એ હકીકતથી ટેવાયેલા છે કે તેમના સિદ્ધાંતની અવગણના કરવામાં આવી હતી, જ્યારે વૈજ્ઞાનિક સમુદાયની પ્રતિક્રિયાએ વૈજ્ઞાનિક વિશ્વને ઉડાવી દીધું હતું. એક વર્ષથી ઓછા સમયમાં, સ્ટ્રિંગ થિયરીસ્ટની સંખ્યા સેંકડો લોકો સુધી પહોંચી ગઈ છે. તે પછી જ સ્ટ્રિંગ થિયરીને થિયરી ઓફ એવરીથિંગનું બિરુદ આપવામાં આવ્યું હતું. નવો સિદ્ધાંત બ્રહ્માંડના તમામ ઘટકોનું વર્ણન કરવા સક્ષમ લાગતો હતો. અને આ ઘટકો છે.

દરેક અણુ, જેમ આપણે જાણીએ છીએ, તેમાં પણ નાના કણોનો સમાવેશ થાય છે - ઇલેક્ટ્રોન, જે પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન ધરાવતા ન્યુક્લિયસની આસપાસ ફરે છે. પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન, બદલામાં, નાના કણો - ક્વાર્કથી બનેલા છે. પરંતુ સ્ટ્રિંગ થિયરી કહે છે કે તે ક્વાર્ક સાથે સમાપ્ત થતી નથી. ક્વાર્ક ઊર્જાના નાના, સળવળાટથી બનેલા હોય છે જે તાર જેવા હોય છે. આ દરેક તાર અકલ્પનીય રીતે નાના છે. એટલો નાનો છે કે જો કોઈ અણુને સૌરમંડળના કદ જેટલું મોટું કરવામાં આવે, તો તાર વૃક્ષનું કદ હશે. જેમ સેલો સ્ટ્રિંગના વિવિધ સ્પંદનો આપણે જે સાંભળીએ છીએ તે બનાવે છે, વિવિધ સંગીતની નોંધો, તારના કંપનની વિવિધ રીતો કણોને તેમના અનન્ય ગુણધર્મો આપે છે - સમૂહ, ચાર્જ, વગેરે. શું તમે જાણો છો કે, પ્રમાણમાં કહીએ તો, તમારા નખની ટોચ પરના પ્રોટોન હજુ સુધી શોધાયેલ ગુરુત્વાકર્ષણથી કેવી રીતે અલગ છે? ફક્ત નાના તારોના સંગ્રહ દ્વારા જે તેમને બનાવે છે અને તે તાર જે રીતે વાઇબ્રેટ થાય છે.

અલબત્ત, આ બધું આશ્ચર્યજનક કરતાં વધુ છે. પ્રાચીન ગ્રીસના સમયથી, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ એ હકીકત માટે ટેવાયેલા છે કે આ વિશ્વની દરેક વસ્તુમાં દડા, નાના કણો જેવા કંઈક હોય છે. અને તેથી, ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાંથી અનુસરતા આ બોલના અતાર્કિક વર્તણૂકની આદત પાડવાનો સમય ન હોવાને કારણે, તેઓને દૃષ્ટાંતને સંપૂર્ણપણે છોડી દેવા અને અમુક પ્રકારના સ્પાઘેટ્ટી સ્ક્રેપ્સ સાથે કામ કરવાનું કહેવામાં આવે છે...

પાંચમું પરિમાણ

જોકે ઘણા વૈજ્ઞાનિકો સ્ટ્રિંગ થિયરીને ગણિતની જીત કહે છે, કેટલીક સમસ્યાઓ હજુ પણ તેની સાથે રહે છે - સૌથી નોંધપાત્ર રીતે, નજીકના ભવિષ્યમાં તેને પ્રાયોગિક રીતે ચકાસવાની કોઈ શક્યતાનો અભાવ. વિશ્વમાં એક પણ સાધન નથી, ન તો અસ્તિત્વમાં છે અને ન તો ભવિષ્યમાં દેખાઈ શકે છે, તે તારોને "જોવા" સક્ષમ નથી. તેથી, કેટલાક વૈજ્ઞાનિકો, માર્ગ દ્વારા, પ્રશ્ન પણ પૂછે છે: શું સ્ટ્રિંગ થિયરી એ ભૌતિકશાસ્ત્રનો સિદ્ધાંત છે કે ફિલસૂફી?.. સાચું છે, "તમારી પોતાની આંખોથી" શબ્દમાળાઓ જોવી જરૂરી નથી. સ્ટ્રિંગ થિયરી સાબિત કરવા માટે, તેના બદલે, બીજું કંઈક જરૂરી છે - જે વિજ્ઞાન સાહિત્ય જેવું લાગે છે - અવકાશના વધારાના પરિમાણોના અસ્તિત્વની પુષ્ટિ.

આપણે શું વાત કરી રહ્યા છીએ? આપણે બધા અવકાશના ત્રણ પરિમાણ અને એક સમય માટે ટેવાયેલા છીએ. પરંતુ સ્ટ્રિંગ થિયરી અન્ય-અતિરિક્ત પરિમાણોની હાજરીની આગાહી કરે છે. પરંતુ ચાલો ક્રમમાં શરૂ કરીએ.

હકીકતમાં, અન્ય પરિમાણોના અસ્તિત્વનો વિચાર લગભગ સો વર્ષ પહેલાં ઉદ્ભવ્યો હતો. તે 1919 માં તે સમયના અજાણ્યા જર્મન ગણિતશાસ્ત્રી થિયોડર કાલુઝાના ધ્યાનમાં આવ્યું. તેમણે આપણા બ્રહ્માંડમાં અન્ય પરિમાણની શક્યતા સૂચવી જે આપણે જોઈ શકતા નથી. આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈનને આ વિચાર વિશે જાણ થઈ, અને શરૂઆતમાં તેમને તે ખરેખર ગમ્યું. પાછળથી, જો કે, તેણે તેની સાચીતા પર શંકા કરી, અને કાલુઝાના પ્રકાશનમાં બે વર્ષ સુધી વિલંબ કર્યો. આખરે, જો કે, લેખ પ્રકાશિત થયો, અને વધારાનું પરિમાણ ભૌતિકશાસ્ત્રની પ્રતિભા માટે એક પ્રકારનો શોખ બની ગયો.

જેમ તમે જાણો છો, આઈન્સ્ટાઈને બતાવ્યું કે ગુરુત્વાકર્ષણ એ અવકાશ-સમયના પરિમાણોના વિરૂપતા સિવાય બીજું કંઈ નથી. કાલુઝાએ સૂચવ્યું કે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ પણ લહેરિયાં હોઈ શકે છે. આપણે તેને કેમ જોતા નથી? કાલુઝાને આ પ્રશ્નનો જવાબ મળ્યો - ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમની લહેરો વધારાના, છુપાયેલા પરિમાણમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. પણ તે ક્યાં છે?

આ પ્રશ્નનો જવાબ સ્વીડિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી ઓસ્કર ક્લેઈન દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો, જેમણે સૂચવ્યું હતું કે કાલુઝાનું પાંચમું પરિમાણ એક અણુના કદ કરતાં અબજો ગણું વધુ મજબૂત છે, જેના કારણે આપણે તેને જોઈ શકતા નથી. આ નાના પરિમાણનો વિચાર જે આપણી આસપાસ છે તે સ્ટ્રિંગ થિયરીના હાર્દમાં છે.

વધારાના ટ્વિસ્ટેડ પરિમાણોના સૂચિત સ્વરૂપોમાંથી એક. આ દરેક સ્વરૂપોની અંદર, એક શબ્દમાળા વાઇબ્રેટ અને ખસે છે - બ્રહ્માંડનો મુખ્ય ઘટક. દરેક સ્વરૂપ છ-પરિમાણીય છે - છ વધારાના પરિમાણોની સંખ્યા અનુસાર / ©વિકિમીડિયા કોમન્સ

દસ પરિમાણો

પરંતુ વાસ્તવમાં, સ્ટ્રિંગ થિયરીના સમીકરણો માટે એક પણ નહીં, પરંતુ છ વધારાના પરિમાણોની જરૂર છે (કુલ, ચાર સાથે આપણે જાણીએ છીએ, તેમાંથી બરાબર 10 છે). તે બધા ખૂબ જ વળાંકવાળા અને વક્ર જટિલ આકાર ધરાવે છે. અને બધું અકલ્પનીય રીતે નાનું છે.

આ નાના માપ આપણા મોટા વિશ્વને કેવી રીતે પ્રભાવિત કરી શકે છે? શબ્દમાળા સિદ્ધાંત મુજબ, તે નિર્ણાયક છે: તેના માટે, આકાર બધું નક્કી કરે છે. જ્યારે તમે સેક્સોફોન પર અલગ-અલગ કી દબાવો છો, ત્યારે તમને વિવિધ અવાજો આવે છે. આવું થાય છે કારણ કે જ્યારે તમે કોઈ ચોક્કસ કી અથવા કીના સંયોજનને દબાવો છો, ત્યારે તમે સંગીતનાં સાધનમાં જ્યાં હવા ફરે છે તે જગ્યાનો આકાર બદલી નાખો છો. આનો આભાર, વિવિધ અવાજો જન્મે છે.

સ્ટ્રિંગ થિયરી સૂચવે છે કે અવકાશના વધારાના વળાંકવાળા અને ટ્વિસ્ટેડ પરિમાણો સમાન રીતે પોતાને પ્રગટ કરે છે. આ વધારાના પરિમાણોના આકારો જટિલ અને વૈવિધ્યસભર છે, અને દરેક આવા પરિમાણોની અંદર સ્થિત સ્ટ્રિંગને તેમના આકારોને કારણે અલગ રીતે ચોક્કસ રીતે વાઇબ્રેટ કરવા માટેનું કારણ બને છે. છેવટે, જો આપણે ધારીએ કે, ઉદાહરણ તરીકે, એક તાર જગની અંદર કંપાય છે, અને બીજી વળાંકવાળા પોસ્ટ હોર્નની અંદર, તો આ સંપૂર્ણપણે અલગ સ્પંદનો હશે. જો કે, જો તમે સ્ટ્રિંગ થિયરી પર વિશ્વાસ કરો છો, તો વાસ્તવિકતામાં વધારાના પરિમાણોના સ્વરૂપો જગ કરતાં વધુ જટિલ લાગે છે.

વિશ્વ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

વિજ્ઞાન આજે સંખ્યાઓનો સમૂહ જાણે છે જે બ્રહ્માંડના મૂળભૂત સ્થિરાંકો છે. તેઓ તે છે જે આપણી આસપાસની દરેક વસ્તુના ગુણધર્મો અને લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે. આવા સ્થિરાંકોમાં, ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રોનનો ચાર્જ, ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરાંક, શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ... અને જો આપણે આ સંખ્યાઓને નજીવી સંખ્યામાં પણ બદલીશું, તો પરિણામો આપત્તિજનક હશે. ધારો કે આપણે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની તાકાત વધારી છે. શું થયું? અમે અચાનક શોધી શકીએ છીએ કે આયનો એકબીજાને વધુ મજબૂત રીતે ભગાડવા લાગે છે, અને ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન, જે તારાઓને ચમકવા અને ગરમીનું ઉત્સર્જન કરે છે, તે અચાનક નિષ્ફળ જાય છે. બધા તારા નીકળી જશે.

પરંતુ તેના વધારાના પરિમાણો સાથે સ્ટ્રિંગ થિયરીને તેની સાથે શું લેવાદેવા છે? હકીકત એ છે કે, તે મુજબ, તે વધારાના પરિમાણો છે જે મૂળભૂત સ્થિરાંકોનું ચોક્કસ મૂલ્ય નક્કી કરે છે. માપનના કેટલાક સ્વરૂપો એક સ્ટ્રિંગને ચોક્કસ રીતે વાઇબ્રેટ કરવા માટેનું કારણ બને છે, અને આપણે જે ફોટોન તરીકે જોઈએ છીએ તે ઉત્પન્ન કરે છે. અન્ય સ્વરૂપોમાં, તાર અલગ રીતે વાઇબ્રેટ કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોન ઉત્પન્ન કરે છે. ખરેખર, ભગવાન "નાની વસ્તુઓ" માં છે - તે આ નાના સ્વરૂપો છે જે આ વિશ્વના તમામ મૂળભૂત સ્થિરાંકોને નિર્ધારિત કરે છે.

સુપરસ્ટ્રિંગ થિયરી

1980 ના દાયકાના મધ્યમાં, સ્ટ્રિંગ થિયરીએ ભવ્ય અને વ્યવસ્થિત દેખાવ કર્યો, પરંતુ સ્મારકની અંદર મૂંઝવણ હતી. માત્ર થોડા વર્ષોમાં, સ્ટ્રિંગ થિયરીના પાંચ જેટલા વર્ઝન બહાર આવ્યા છે. અને તેમ છતાં તેમાંના દરેક શબ્દમાળાઓ અને વધારાના પરિમાણો પર બાંધવામાં આવ્યા છે (તમામ પાંચ સંસ્કરણો સુપરસ્ટ્રિંગ્સના સામાન્ય સિદ્ધાંત - NS માં જોડાયેલા છે), આ સંસ્કરણો વિગતોમાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ થઈ ગયા છે.

તેથી, કેટલાક સંસ્કરણોમાં તાર ખુલ્લા છેડા હતા, અન્યમાં તેઓ રિંગ્સ જેવા હતા. અને કેટલાક સંસ્કરણોમાં, સિદ્ધાંતને 10 નહીં, પરંતુ 26 જેટલા પરિમાણોની જરૂર છે. વિરોધાભાસ એ છે કે આજે તમામ પાંચ આવૃત્તિઓ સમાન રીતે સાચી કહી શકાય. પરંતુ જે ખરેખર આપણા બ્રહ્માંડનું વર્ણન કરે છે? આ સ્ટ્રિંગ થિયરીનું બીજું રહસ્ય છે. તેથી જ ઘણા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ ફરીથી "ઉન્મત્ત" સિદ્ધાંત છોડી દીધો.

પરંતુ શબ્દમાળાઓની મુખ્ય સમસ્યા, જેમ કે પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે, તેમની હાજરી પ્રાયોગિક રીતે સાબિત કરવાની અશક્યતા (ઓછામાં ઓછા હમણાં માટે) છે.

કેટલાક વૈજ્ઞાનિકો, તેમ છતાં, હજુ પણ કહે છે કે પ્રવેગકની આગલી પેઢી પાસે અતિરિક્ત પરિમાણોની પૂર્વધારણાને ચકાસવાની ખૂબ જ ન્યૂનતમ, પરંતુ હજુ પણ તક છે. તેમ છતાં, બહુમતી, અલબત્ત, ખાતરી છે કે જો આ શક્ય છે, તો પછી, અરે, તે બહુ જલ્દી બનશે નહીં - ઓછામાં ઓછા દાયકાઓમાં, મહત્તમ - સો વર્ષમાં પણ.

શું તમે ક્યારેય વિચાર્યું છે કે બ્રહ્માંડ સેલો જેવું છે? તે સાચું છે - તેણી આવી નથી. કારણ કે બ્રહ્માંડ સેલો જેવું નથી. પરંતુ તેનો અર્થ એ નથી કે તેની પાસે તાર નથી.

અલબત્ત, બ્રહ્માંડના તાર ભાગ્યે જ આપણે કલ્પના કરીએ છીએ તેના જેવા જ છે. સ્ટ્રિંગ થિયરીમાં, તેઓ ઊર્જાના અદ્ભુત રીતે નાના વાઇબ્રેટિંગ થ્રેડો છે. આ થ્રેડો નાના "ઇલાસ્ટીક બેન્ડ્સ" જેવા હોય છે, જે તમામ પ્રકારની રીતે સળવળાટ, સ્ટ્રેચિંગ અને કોમ્પ્રેસ કરવામાં સક્ષમ હોય છે.
. જો કે, આ બધાનો અર્થ એ નથી કે તેમના પર બ્રહ્માંડની સિમ્ફની "પ્લે" કરવી અશક્ય છે, કારણ કે, સ્ટ્રિંગ થિયરીસ્ટ્સ અનુસાર, અસ્તિત્વમાં રહેલી દરેક વસ્તુમાં આ "થ્રેડો" હોય છે.

ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વિરોધાભાસ.
19મી સદીના ઉત્તરાર્ધમાં, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓને એવું લાગતું હતું કે તેમના વિજ્ઞાનમાં હવે કોઈ ગંભીર બાબત શોધી શકાશે નહીં. ક્લાસિકલ ભૌતિકશાસ્ત્ર માનતા હતા કે તેમાં કોઈ ગંભીર સમસ્યાઓ બાકી નથી, અને વિશ્વની સંપૂર્ણ રચના એક સંપૂર્ણ નિયમન અને અનુમાનિત મશીન જેવી દેખાતી હતી. મુશ્કેલી, હંમેશની જેમ, નોનસેન્સને કારણે થઈ - નાના "વાદળો"માંથી એક કે જે હજી પણ વિજ્ઞાનના સ્પષ્ટ, સમજી શકાય તેવા આકાશમાં છે. જેમ કે, એકદમ કાળા શરીરની રેડિયેશન ઊર્જાની ગણતરી કરતી વખતે (એક કાલ્પનિક શરીર કે જે કોઈપણ તાપમાને, તરંગલંબાઇને ધ્યાનમાં લીધા વિના, તેના પરના રેડિયેશનની ઘટનાને સંપૂર્ણપણે શોષી લે છે - NS. ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે કોઈપણ સંપૂર્ણપણે કાળા શરીરની કુલ રેડિયેશન ઊર્જા આવશ્યક છે. આવા સ્પષ્ટ વાહિયાતતાને કારણે, જર્મન વૈજ્ઞાનિક મેક્સ પ્લાન્કે સૂચવ્યું હતું કે દૃશ્યમાન પ્રકાશ, એક્સ-રે અને અન્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો માત્ર ઊર્જાના કેટલાક અલગ ભાગો દ્વારા ઉત્સર્જિત થઈ શકે છે, જેને તેઓ તેમની મદદથી ક્વોન્ટા કહે છે , એકદમ બ્લેક બોડીની ચોક્કસ સમસ્યાનું નિરાકરણ શક્ય હતું જ્યાં સુધી અન્ય જર્મન વૈજ્ઞાનિક, વર્નર હેઈઝનબર્ગે 1926માં પ્રસિદ્ધ અનિશ્ચિતતા સિદ્ધાંતની રચના કરી ન હતી ત્યાં સુધી નિર્ણાયકતા માટેની ક્વોન્ટમ પૂર્વધારણા સમજી શકાઈ ન હતી.

તેનો સાર એ હકીકત પર ઉકળે છે કે, અગાઉના તમામ પ્રચલિત નિવેદનોથી વિપરીત, પ્રકૃતિ ભૌતિક નિયમોના આધારે ભવિષ્યની આગાહી કરવાની અમારી ક્ષમતાને મર્યાદિત કરે છે. અમે, અલબત્ત, સબએટોમિક કણોના ભવિષ્ય અને વર્તમાન વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ. તે બહાર આવ્યું છે કે તેઓ આપણી આસપાસના મેક્રોકોઝમમાં કોઈપણ વસ્તુઓ કેવી રીતે કરે છે તેનાથી સંપૂર્ણપણે અલગ રીતે વર્તે છે. સબએટોમિક સ્તરે, અવકાશનું ફેબ્રિક અસમાન અને અસ્તવ્યસ્ત બની જાય છે. નાના કણોની દુનિયા એટલી તોફાની અને અગમ્ય છે કે તે સામાન્ય સમજને અવગણે છે. અવકાશ અને સમય એટલો ટ્વિસ્ટ અને ગૂંથાયેલો છે કે તેમાં ડાબે અને જમણે, ઉપર અને નીચે અથવા પહેલા અને પછીના કોઈ સામાન્ય ખ્યાલો નથી. ચોક્કસ કણ હાલમાં અવકાશમાં કયા બિંદુએ સ્થિત છે અને તેની કોણીય ગતિ શું છે તે નિશ્ચિતપણે કહેવાની કોઈ રીત નથી. અવકાશ - સમયના ઘણા પ્રદેશોમાં કણ શોધવાની માત્ર ચોક્કસ સંભાવના છે. સબએટોમિક સ્તર પરના કણો સમગ્ર અવકાશમાં "ફેલાતા" હોય તેવું લાગે છે. એટલું જ નહીં, પરંતુ કણોની "સ્થિતિ" પોતે વ્યાખ્યાયિત નથી: કેટલાક કિસ્સાઓમાં તેઓ તરંગોની જેમ વર્તે છે, અન્યમાં તેઓ કણોના ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરે છે. આને ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સની વેવ-પાર્ટિકલ ડ્યુએલિટી કહે છે.

સાપેક્ષતાના સામાન્ય સિદ્ધાંતમાં, જેમ કે વિપરીત કાયદાઓવાળા રાજ્યમાં, પરિસ્થિતિ મૂળભૂત રીતે અલગ છે. અવકાશ ટ્રેમ્પોલિન જેવી દેખાય છે - એક સરળ ફેબ્રિક કે જે દળ સાથેની વસ્તુઓ દ્વારા વાળીને ખેંચી શકાય છે. તેઓ અવકાશ-સમયમાં વાર્પ્સ બનાવે છે - જેને આપણે ગુરુત્વાકર્ષણ તરીકે અનુભવીએ છીએ. કહેવાની જરૂર નથી, સાપેક્ષતાનો સુમેળભર્યો, સાચો અને અનુમાનિત સામાન્ય સિદ્ધાંત "ક્રેઝી હોલીગન" - ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ સાથે અદ્રાવ્ય સંઘર્ષમાં છે, અને પરિણામે, મેક્રોવર્લ્ડ માઇક્રોવર્લ્ડ સાથે "શાંતિ" કરી શકતું નથી. આ તે છે જ્યાં સ્ટ્રિંગ થિયરી બચાવમાં આવે છે.

દરેક વસ્તુનો સિદ્ધાંત.
સ્ટ્રિંગ થિયરી ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ અને ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના બે મૂળભૂત વિરોધાભાસી સિદ્ધાંતોને એકીકૃત કરવાના તમામ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓના સ્વપ્નને મૂર્ત બનાવે છે, એક સ્વપ્ન જેણે મહાન "જિપ્સી અને ટ્રેમ્પ," આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈનને તેના દિવસોના અંત સુધી ત્રાસ આપ્યો હતો.

ઘણા વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે તારાવિશ્વોના ઉત્કૃષ્ટ નૃત્યથી લઈને સબએટોમિક કણોના ઉન્મત્ત નૃત્ય સુધીની દરેક વસ્તુ આખરે માત્ર એક મૂળભૂત ભૌતિક સિદ્ધાંત દ્વારા સમજાવી શકાય છે. કદાચ એક જ કાયદો જે તમામ પ્રકારની ઊર્જા, કણો અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને કેટલાક ભવ્ય સૂત્રમાં જોડે છે.

ઓટો બ્રહ્માંડના સૌથી પ્રખ્યાત દળોમાંના એકનું વર્ણન કરે છે - ગુરુત્વાકર્ષણ. ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ અન્ય ત્રણ દળોનું વર્ણન કરે છે: મજબૂત પરમાણુ બળ, જે પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનને અણુઓમાં એકસાથે ગુંદર કરે છે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ અને નબળા બળ, જે કિરણોત્સર્ગી સડોમાં સામેલ છે. બ્રહ્માંડની કોઈપણ ઘટના, અણુના આયનીકરણથી લઈને તારાના જન્મ સુધી, આ ચાર દળો દ્વારા પદાર્થની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે. સૌથી જટિલ ગણિતની મદદથી, તે બતાવવાનું શક્ય હતું કે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અને નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ એક સામાન્ય પ્રકૃતિ ધરાવે છે, તેમને એક જ વિદ્યુત નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં જોડીને. ત્યારબાદ, તેમની સાથે મજબૂત પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઉમેરવામાં આવી હતી - પરંતુ ગુરુત્વાકર્ષણ તેમને કોઈપણ રીતે જોડતું નથી. સ્ટ્રિંગ થિયરી એ ચારેય દળોને જોડવા માટેના સૌથી ગંભીર ઉમેદવારોમાંનું એક છે, અને તેથી, બ્રહ્માંડની તમામ ઘટનાઓને સ્વીકારે છે - તે કંઈપણ માટે નથી કે તેને "એવરીથિંગનો સિદ્ધાંત" પણ કહેવામાં આવે છે.

શરૂઆતમાં એક દંતકથા હતી.
અત્યાર સુધી, બધા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ સ્ટ્રિંગ થિયરીથી ખુશ નથી. અને તેના દેખાવની શરૂઆતમાં, તે વાસ્તવિકતાથી અનંત દૂર લાગતું હતું. તેણીનો જન્મ એક દંતકથા છે.

1960 ના દાયકાના અંતમાં, યુવાન ઇટાલિયન સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રી ગેબ્રિયલ વેનેઝિયાનોએ એવા સમીકરણોની શોધ કરી જે મજબૂત પરમાણુ બળને સમજાવી શકે - અત્યંત શક્તિશાળી "ગુંદર" કે જે અણુઓના મધ્યવર્તી કેન્દ્રને એકસાથે ધરાવે છે, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનને એકસાથે બાંધે છે. દંતકથા અનુસાર, તે એકવાર આકસ્મિક રીતે ગણિતના ઇતિહાસ પરના એક ધૂળવાળા પુસ્તક પર ઠોકર મારીને પડ્યો, જેમાં તેને સ્વિસ ગણિતશાસ્ત્રી લિયોનહાર્ડ યુલર દ્વારા લખાયેલું બે-સો વર્ષ જૂનું સમીકરણ મળ્યું. વેનેઝિયાનોના આશ્ચર્યની કલ્પના કરો જ્યારે તેણે શોધ્યું કે યુલરનું સમીકરણ, જે લાંબા સમયથી ગાણિતિક જિજ્ઞાસા સિવાય બીજું કંઈ માનવામાં આવતું નથી, તેણે આ મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વર્ણન કર્યું.

તે ખરેખર શું હતું? આ સમીકરણ કદાચ વેનેઝિયાનોના ઘણા વર્ષોના કાર્યનું પરિણામ હતું, અને તકે માત્ર સ્ટ્રિંગ થિયરીની શોધ તરફ પહેલું પગલું ભરવામાં મદદ કરી. યુલરનું સમીકરણ, જે ચમત્કારિક રીતે મજબૂત બળને સમજાવે છે, તેણે નવું જીવન લીધું.

અંતે, તે યુવાન અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી અને સિદ્ધાંતવાદી લિયોનાર્ડ સસ્કિંડની નજરે પડ્યું, જેમણે જોયું કે, સૌ પ્રથમ, સૂત્રમાં એવા કણોનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું કે જેની આંતરિક રચના નથી અને તે વાઇબ્રેટ કરી શકે છે. આ કણો એવી રીતે વર્તે છે કે તેઓ માત્ર બિંદુ કણો ન હોઈ શકે. સુસ્કિન્ડ સમજાયું - સૂત્ર એક થ્રેડનું વર્ણન કરે છે જે સ્થિતિસ્થાપક બેન્ડ જેવું છે. તે માત્ર ખેંચાઈ અને સંકોચાઈ શકતી નથી, પણ ઓસીલેટ અને સ્ક્વિર્મ પણ કરી શકતી હતી. તેની શોધનું વર્ણન કર્યા પછી, સસ્કિન્ડે શબ્દમાળાઓનો ક્રાંતિકારી વિચાર રજૂ કર્યો.

કમનસીબે, તેમના મોટા ભાગના સાથીદારોએ સિદ્ધાંતને ખૂબ જ ઠંડકથી વધાવ્યો.

માનક મોડલ.
તે સમયે, પરંપરાગત વિજ્ઞાન કણોને તાર તરીકે નહીં પણ બિંદુ તરીકે રજૂ કરે છે. વર્ષોથી, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ સબએટોમિક કણોની વર્તણૂકનો અભ્યાસ કરીને તેમને ઊંચી ઝડપે અથડાવીને અને આ અથડામણના પરિણામોનો અભ્યાસ કર્યો છે. તે બહાર આવ્યું છે કે બ્રહ્માંડ કોઈ કલ્પના કરી શકે તે કરતાં ઘણું સમૃદ્ધ છે. તે પ્રાથમિક કણોનો વાસ્તવિક "વસ્તી વિસ્ફોટ" હતો. ભૌતિકશાસ્ત્રની યુનિવર્સિટીઓના સ્નાતક વિદ્યાર્થીઓ કોરિડોરમાંથી બૂમ પાડીને દોડ્યા કે તેઓએ એક નવો કણ શોધી કાઢ્યો છે - તેમને નિયુક્ત કરવા માટે પૂરતા અક્ષરો પણ નહોતા.

પરંતુ, અફસોસ, નવા કણોની "મેટરનિટી હોસ્પિટલ" માં, વૈજ્ઞાનિકો ક્યારેય પ્રશ્નનો જવાબ શોધી શક્યા ન હતા - તેમાંના ઘણા શા માટે છે અને તેઓ ક્યાંથી આવે છે?

આનાથી ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ અસામાન્ય અને ચોંકાવનારી આગાહી કરવા માટે પ્રોત્સાહિત કર્યા - તેઓને સમજાયું કે કુદરતમાં કાર્યરત દળોને કણોની દ્રષ્ટિએ પણ સમજાવી શકાય છે. એટલે કે, પદાર્થના કણો છે, અને એવા કણો છે જે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વાહક છે. આવા, ઉદાહરણ તરીકે, ફોટોન છે - પ્રકાશનો કણ. આમાંના વધુ કણો - વાહકો - સમાન ફોટોન કે જે પદાર્થના કણો દ્વારા વિનિમય કરવામાં આવે છે, તેટલો તેજસ્વી પ્રકાશ. વૈજ્ઞાનિકોએ આગાહી કરી હતી કે આ કણોનું આ વિનિમય છે - વાહકો - જે આપણે બળ તરીકે સમજીએ છીએ તેના કરતાં વધુ કંઈ નથી. આ પ્રયોગો દ્વારા પુષ્ટિ મળી હતી. આ રીતે ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ દળોને એક કરવાના આઈન્સ્ટાઈનના સ્વપ્નની નજીક જવા માટે વ્યવસ્થાપિત થયા.

વિજ્ઞાનીઓ માને છે કે જો આપણે મહાવિસ્ફોટ પછી પાછા ફરીએ, જ્યારે બ્રહ્માંડ ટ્રિલિયન ડિગ્રી વધુ ગરમ હતું, તો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ અને નબળા બળને વહન કરતા કણો અસ્પષ્ટ બની જશે અને એક બળમાં જોડાઈ જશે જેને ઇલેક્ટ્રોવેક ફોર્સ કહેવાય છે. અને જો આપણે સમય કરતાં વધુ પાછળ જઈએ, તો ઈલેક્ટ્રોવીક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા મજબૂત સાથે એક કુલ "સુપરફોર્સ" માં જોડાઈ જશે.

તેમ છતાં આ બધું સાબિત થવાની રાહ જોઈ રહ્યું છે, ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સે અચાનક સમજાવ્યું કે ચારમાંથી ત્રણ દળો સબએટોમિક સ્તરે કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. અને તેણીએ તેને સુંદર અને સતત સમજાવ્યું. ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું આ સુસંગત ચિત્ર આખરે પ્રમાણભૂત મોડેલ તરીકે જાણીતું બન્યું. પરંતુ, અરે, આ સંપૂર્ણ સિદ્ધાંતમાં એક મોટી સમસ્યા હતી - તેમાં સૌથી પ્રખ્યાત મેક્રો-લેવલ ફોર્સ - ગુરુત્વાકર્ષણ શામેલ નહોતું.

ગ્રેવિટોન.
સ્ટ્રિંગ થિયરી માટે, જેની પાસે "મોર" થવાનો સમય નથી, "પાનખર" આવી ગયો છે, તે તેના જન્મથી જ ઘણી બધી સમસ્યાઓ ધરાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સિદ્ધાંતની ગણતરીએ કણોના અસ્તિત્વની આગાહી કરી હતી, જે ટૂંક સમયમાં સ્થાપિત થઈ હતી, અસ્તિત્વમાં નથી. આ કહેવાતા ટેચીઓન છે - એક કણ જે શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી ફરે છે. અન્ય બાબતોમાં, તે બહાર આવ્યું છે કે સિદ્ધાંતને 10 જેટલા પરિમાણોની જરૂર છે. તે આશ્ચર્યજનક નથી કે આ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ માટે ખૂબ જ મૂંઝવણભર્યું છે, કારણ કે તે આપણે જે જોઈએ છીએ તેના કરતા દેખીતી રીતે મોટી છે.

1973 સુધીમાં, માત્ર થોડા યુવાન ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ હજુ પણ સ્ટ્રિંગ થિયરીના રહસ્યો સાથે ઝંપલાવતા હતા. તેમાંથી એક અમેરિકન સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રી જોન શ્વાર્ટઝ હતા. ચાર વર્ષ સુધી, શ્વાર્ટઝે અનિયંત્રિત સમીકરણોને કાબૂમાં લેવાનો પ્રયાસ કર્યો, પરંતુ કોઈ ફાયદો થયો નહીં. અન્ય સમસ્યાઓમાં, આ સમીકરણોમાંથી એક રહસ્યમય કણનું વર્ણન કરવા માટે ચાલુ રહે છે જેનું કોઈ દળ નથી અને તે પ્રકૃતિમાં જોવા મળ્યું નથી.

વૈજ્ઞાનિકે પહેલેથી જ તેના વિનાશક વ્યવસાયને છોડી દેવાનું નક્કી કર્યું હતું, અને પછી તે તેના પર ઉભરી આવ્યું - કદાચ સ્ટ્રિંગ થિયરીના સમીકરણો પણ ગુરુત્વાકર્ષણનું વર્ણન કરે છે? જો કે, આ સિદ્ધાંતના મુખ્ય "હીરો" ના પરિમાણોનું પુનરાવર્તન સૂચવે છે - શબ્દમાળાઓ. શબ્દમાળાઓ અણુ કરતાં અબજો અને અબજો ગણી નાની છે તેવું સૂચવીને, સ્ટ્રિંગર્સે સિદ્ધાંતની ખામીને તેના ફાયદામાં ફેરવી દીધી. રહસ્યમય કણ કે જેને જ્હોન શ્વાર્ટ્ઝે આટલા નિરંતર છુટકારો મેળવવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો તે હવે ગુરુત્વાકર્ષણ તરીકે કામ કરે છે - એક કણ જેની લાંબા સમયથી શોધ કરવામાં આવી હતી અને જે ગુરુત્વાકર્ષણને ક્વોન્ટમ સ્તર પર સ્થાનાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપશે. આ રીતે સ્ટ્રિંગ થિયરીએ પઝલમાં ગુરુત્વાકર્ષણ ઉમેર્યું, જે પ્રમાણભૂત મોડેલમાં ખૂટતું હતું. પરંતુ, અફસોસ, આ શોધ પર પણ વૈજ્ઞાનિક સમુદાયે કોઈપણ રીતે પ્રતિક્રિયા આપી ન હતી. સ્ટ્રિંગ થિયરી અસ્તિત્વની અણી પર રહી. પરંતુ તે શ્વાર્ટઝને રોકી શક્યો નહીં. માત્ર એક વૈજ્ઞાનિક તેની શોધમાં જોડાવા માંગતો હતો, રહસ્યમય તાર ખાતર તેની કારકિર્દી જોખમમાં મૂકવા તૈયાર હતો - માઈકલ ગ્રીન.

સબટોમિક નેસ્ટિંગ ડોલ્સ.
બધું હોવા છતાં, 1980 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, સ્ટ્રિંગ થિયરીમાં હજુ પણ અસ્પષ્ટ વિરોધાભાસ હતા, જેને વિજ્ઞાનમાં વિસંગતતાઓ કહેવાય છે. શ્વાર્ટ્ઝ અને ગ્રીન તેમને નાબૂદ કરવા વિશે સેટ કરે છે. અને તેમના પ્રયત્નો નિરર્થક ન હતા: વૈજ્ઞાનિકો સિદ્ધાંતમાંના કેટલાક વિરોધાભાસને દૂર કરવામાં સક્ષમ હતા. આ બંનેના આશ્ચર્યની કલ્પના કરો, પહેલેથી જ એ હકીકતથી ટેવાયેલા છે કે તેમના સિદ્ધાંતની અવગણના કરવામાં આવી હતી, જ્યારે વૈજ્ઞાનિક સમુદાયની પ્રતિક્રિયાએ વૈજ્ઞાનિક વિશ્વને ઉડાવી દીધું હતું. એક વર્ષથી ઓછા સમયમાં, સ્ટ્રિંગ થિયરીસ્ટની સંખ્યા સેંકડો લોકો સુધી પહોંચી ગઈ છે. ત્યારે જ સ્ટ્રિંગ થિયરીને થિયરી ઓફ એવરીથિંગનું બિરુદ આપવામાં આવ્યું હતું. નવો સિદ્ધાંત બ્રહ્માંડના તમામ ઘટકોનું વર્ણન કરવા સક્ષમ લાગતો હતો. અને આ ઘટકો છે.

દરેક અણુ, જેમ આપણે જાણીએ છીએ, તેમાં પણ નાના કણોનો સમાવેશ થાય છે - ઇલેક્ટ્રોન, જે પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન ધરાવતા ન્યુક્લિયસની આસપાસ ફરે છે. પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન, બદલામાં, નાના કણો - ક્વાર્કથી બનેલા છે. પરંતુ સ્ટ્રિંગ થિયરી કહે છે કે તે ક્વાર્ક સાથે સમાપ્ત થતી નથી. ક્વાર્ક ઊર્જાના નાના, સળવળાટથી બનેલા હોય છે જે તાર જેવા હોય છે. આ દરેક તાર અકલ્પનીય રીતે નાના છે. એટલો નાનો છે કે જો કોઈ અણુને સૌરમંડળના કદ જેટલું મોટું કરવામાં આવે, તો તાર વૃક્ષનું કદ હશે. જેમ સેલો સ્ટ્રિંગના વિવિધ સ્પંદનો આપણે જે સાંભળીએ છીએ તે બનાવે છે, જેમ કે વિવિધ સંગીતની નોંધો, શબ્દમાળાના કંપનની વિવિધ રીતો (મોડ્સ) કણોને તેમના અનન્ય ગુણધર્મો આપે છે - સમૂહ, ચાર્જ, વગેરે. શું તમે જાણો છો કે, પ્રમાણમાં કહીએ તો, તમારા નખની ટોચ પરના પ્રોટોન હજુ સુધી શોધાયેલ ગુરુત્વાકર્ષણથી કેવી રીતે અલગ છે? ફક્ત નાના તારોના સંગ્રહ દ્વારા જે તેમને બનાવે છે અને તે તાર જે રીતે વાઇબ્રેટ થાય છે.

અલબત્ત, આ બધું આશ્ચર્યજનક કરતાં વધુ છે. પ્રાચીન ગ્રીસના સમયથી, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ એ હકીકતથી ટેવાયેલા છે કે આ વિશ્વની દરેક વસ્તુમાં દડા, નાના કણો જેવા કંઈક હોય છે. અને તેથી, ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સથી અનુસરતા આ બોલના અતાર્કિક વર્તણૂકની આદત મેળવવાનો સમય ન હોવાને કારણે, તેમને પરિમાણને સંપૂર્ણપણે છોડી દેવા અને અમુક પ્રકારના સ્પાઘેટ્ટી સ્ક્રેપ્સ સાથે કામ કરવાનું કહેવામાં આવે છે.

વિશ્વ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે.
વિજ્ઞાન આજે સંખ્યાઓનો સમૂહ જાણે છે જે બ્રહ્માંડના મૂળભૂત સ્થિરાંકો છે. તેઓ તે છે જે આપણી આસપાસની દરેક વસ્તુના ગુણધર્મો અને લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે. આવા સ્થિરાંકોમાં, ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રોનનો ચાર્જ, ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરાંક અને શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ છે. અને જો આપણે આ સંખ્યાઓને નજીવી સંખ્યામાં પણ બદલીશું, તો પરિણામો આપત્તિજનક હશે. ધારો કે આપણે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની તાકાત વધારી છે. શું થયું? અમે અચાનક શોધી શકીએ છીએ કે આયનો એકબીજાને વધુ મજબૂત રીતે ભગાડવા લાગે છે, અને ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન, જે તારાઓને ચમકવા અને ગરમીનું ઉત્સર્જન કરે છે, તે અચાનક નિષ્ફળ જાય છે. બધા તારા નીકળી જશે.

પરંતુ તેના વધારાના પરિમાણો સાથે સ્ટ્રિંગ થિયરીને તેની સાથે શું લેવાદેવા છે? હકીકત એ છે કે, તે મુજબ, તે વધારાના પરિમાણો છે જે મૂળભૂત સ્થિરાંકોનું ચોક્કસ મૂલ્ય નક્કી કરે છે. માપનના કેટલાક સ્વરૂપો એક સ્ટ્રિંગને ચોક્કસ રીતે વાઇબ્રેટ કરવા માટેનું કારણ બને છે, અને આપણે જે ફોટોન તરીકે જોઈએ છીએ તે ઉત્પન્ન કરે છે. અન્ય સ્વરૂપોમાં, તાર અલગ રીતે વાઇબ્રેટ કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોન ઉત્પન્ન કરે છે. ખરેખર, ભગવાન "નાની વસ્તુઓ" માં છુપાયેલા છે - તે આ નાના સ્વરૂપો છે જે આ વિશ્વના તમામ મૂળભૂત સ્થિરાંકોને નિર્ધારિત કરે છે.

સુપરસ્ટ્રિંગ થિયરી.
1980 ના દાયકાના મધ્યમાં, સ્ટ્રિંગ થિયરીએ ભવ્ય અને વ્યવસ્થિત દેખાવ કર્યો, પરંતુ સ્મારકની અંદર મૂંઝવણ હતી. માત્ર થોડા વર્ષોમાં, સ્ટ્રિંગ થિયરીના પાંચ જેટલા વર્ઝન બહાર આવ્યા છે. અને તેમ છતાં તેમાંના દરેક શબ્દમાળાઓ અને વધારાના પરિમાણો પર બાંધવામાં આવ્યા છે (તમામ પાંચ સંસ્કરણો સુપરસ્ટ્રિંગ્સના સામાન્ય સિદ્ધાંત - NS માં જોડાયેલા છે), આ સંસ્કરણો વિગતોમાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ થઈ ગયા છે.

તેથી, કેટલાક સંસ્કરણોમાં તાર ખુલ્લા છેડા હતા, અન્યમાં તેઓ રિંગ્સ જેવા હતા. અને કેટલાક સંસ્કરણોમાં, સિદ્ધાંતને 10 નહીં, પરંતુ 26 જેટલા પરિમાણોની જરૂર છે. વિરોધાભાસ એ છે કે આજે તમામ પાંચ આવૃત્તિઓ સમાન રીતે સાચી કહી શકાય. પરંતુ જે ખરેખર આપણા બ્રહ્માંડનું વર્ણન કરે છે? આ સ્ટ્રિંગ થિયરીનું બીજું રહસ્ય છે. તેથી જ ઘણા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ ફરીથી "ક્રેઝી" સિદ્ધાંત છોડી દીધો.

પરંતુ શબ્દમાળાઓની મુખ્ય સમસ્યા, જેમ કે પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે, તેમની હાજરી પ્રાયોગિક રીતે સાબિત કરવાની અશક્યતા (ઓછામાં ઓછા હમણાં માટે) છે.

કેટલાક વૈજ્ઞાનિકો, તેમ છતાં, હજુ પણ કહે છે કે પ્રવેગકની આગલી પેઢી પાસે અતિરિક્ત પરિમાણોની પૂર્વધારણાને ચકાસવાની ખૂબ જ ન્યૂનતમ, પરંતુ હજુ પણ તક છે. જોકે બહુમતી, અલબત્ત, ખાતરી છે કે જો આ શક્ય છે, તો પછી, અરે, તે બહુ જલ્દી નહીં થાય - ઓછામાં ઓછા દાયકાઓમાં, વધુમાં વધુ, સો વર્ષમાં પણ.

સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત બ્રહ્માંડને "સપાટ" તરીકે રજૂ કરે છે, પરંતુ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ જણાવે છે કે સૂક્ષ્મ સ્તરે અનંત ગતિ છે જે અવકાશને વાળે છે. સ્ટ્રિંગ થિયરી આ વિચારોને જોડે છે અને સૌથી પાતળી એક-પરિમાણીય તારોના જોડાણના પરિણામે માઇક્રોપાર્ટિકલ્સ રજૂ કરે છે, જેમાં બિંદુ માઇક્રોપાર્ટિકલનો દેખાવ હશે અને તેથી, પ્રાયોગિક રીતે અવલોકન કરી શકાતું નથી.

આ પૂર્વધારણા આપણને પ્રાથમિક કણોની કલ્પના કરવાની પરવાનગી આપે છે જે તાર તરીકે ઓળખાતા અલ્ટ્રામાઈક્રોસ્કોપિક તંતુઓમાંથી અણુ બનાવે છે.

પ્રાથમિક કણોના તમામ ગુણધર્મો તંતુઓના પ્રતિધ્વનિ કંપન દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે જે તેમને બનાવે છે. આ તંતુઓ અસંખ્ય રીતે વાઇબ્રેટ કરી શકે છે. આ સિદ્ધાંતમાં ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના વિચારો અને સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતને જોડવાનો સમાવેશ થાય છે. પરંતુ તેના અંતર્ગત વિચારોની પુષ્ટિ કરવામાં ઘણી સમસ્યાઓની હાજરીને કારણે, મોટાભાગના આધુનિક વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે પ્રસ્તાવિત વિચારો સૌથી સામાન્ય અપવિત્રતા કરતાં વધુ કંઈ નથી અથવા, બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ડમી માટે સ્ટ્રિંગ થિયરી, એટલે કે, જે લોકો સંપૂર્ણપણે વિજ્ઞાન અને આસપાસના વિશ્વની રચનાથી અજાણ.

અલ્ટ્રામાઇક્રોસ્કોપિક ફાઇબરના ગુણધર્મો

તેમના સારને સમજવા માટે, તમે સંગીતનાં સાધનોની તારોની કલ્પના કરી શકો છો - તે વાઇબ્રેટ, વળાંક, કર્લ કરી શકે છે. આ જ વસ્તુ આ થ્રેડો સાથે થાય છે, જે ચોક્કસ સ્પંદનોનું ઉત્સર્જન કરીને, એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, લૂપ્સમાં ફોલ્ડ થાય છે અને મોટા કણો (ઇલેક્ટ્રોન, ક્વાર્ક) બનાવે છે, જેનો સમૂહ તંતુઓના કંપનની આવર્તન અને તેમના તણાવ પર આધાર રાખે છે - આ સૂચકાંકો શબ્દમાળાઓની ઊર્જા નક્કી કરે છે. ઉત્સર્જિત ઊર્જા જેટલી વધારે છે, પ્રાથમિક કણનું દળ વધારે છે.

ફુગાવો સિદ્ધાંત અને શબ્દમાળાઓ

ફુગાવાની પૂર્વધારણા અનુસાર, બ્રહ્માંડનું સર્જન માઇક્રોસ્પેસના વિસ્તરણને કારણે થયું હતું, એક સ્ટ્રિંગનું કદ (પ્લાન્ક લંબાઈ). જેમ જેમ આ વિસ્તાર વધતો ગયો તેમ તેમ કહેવાતા અલ્ટ્રામાઈક્રોસ્કોપિક તંતુઓ વિસ્તરે છે અને હવે તેમની લંબાઈ બ્રહ્માંડના કદને અનુરૂપ છે. તેઓ એ જ રીતે એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને સમાન સ્પંદનો અને સ્પંદનો ઉત્પન્ન કરે છે. એવું લાગે છે કે તેઓ ગુરુત્વાકર્ષણ લેન્સની અસર ઉત્પન્ન કરે છે, જે દૂરના તારાવિશ્વોમાંથી પ્રકાશના કિરણોને વિકૃત કરે છે. અને રેખાંશ સ્પંદનો ગુરુત્વાકર્ષણ કિરણોત્સર્ગ પેદા કરે છે.

ગાણિતિક અસંગતતા અને અન્ય સમસ્યાઓ

સમસ્યામાંથી એક સિદ્ધાંતની ગાણિતિક અસંગતતા માનવામાં આવે છે - તેનો અભ્યાસ કરતા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ તેને સંપૂર્ણ સ્વરૂપમાં લાવવા માટે સૂત્રોનો અભાવ ધરાવે છે. અને બીજું એ છે કે આ સિદ્ધાંત માને છે કે ત્યાં 10 પરિમાણો છે, પરંતુ આપણે માત્ર 4 અનુભવીએ છીએ - ઊંચાઈ, પહોળાઈ, લંબાઈ અને સમય. વૈજ્ઞાનિકો સૂચવે છે કે બાકીના 6 ટ્વિસ્ટેડ સ્થિતિમાં છે, જેની હાજરી વાસ્તવિક સમયમાં અનુભવાતી નથી. ઉપરાંત, સમસ્યા આ સિદ્ધાંતની પ્રાયોગિક પુષ્ટિની શક્યતા નથી, પરંતુ કોઈ પણ તેને રદિયો આપી શકશે નહીં.

20મી સદીની શરૂઆતમાં, આધુનિક વૈજ્ઞાનિક જ્ઞાનના બે સહાયક સ્તંભો રચાયા હતા. તેમાંથી એક આઈન્સ્ટાઈનનો સાપેક્ષતાનો સામાન્ય સિદ્ધાંત છે, જે ગુરુત્વાકર્ષણની ઘટના અને અવકાશ-સમયની રચનાને સમજાવે છે. બીજું ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ છે, જે સંભવિતતાના પ્રિઝમ દ્વારા ભૌતિક પ્રક્રિયાઓનું વર્ણન કરે છે. સ્ટ્રિંગ થિયરીનો હેતુ આ બે અભિગમોને જોડવાનો છે. રોજિંદા જીવનમાં સમાનતાઓનો ઉપયોગ કરીને તેને ટૂંકમાં અને સ્પષ્ટ રીતે સમજાવી શકાય છે.

સરળ શબ્દોમાં સ્ટ્રિંગ થિયરી

સૌથી પ્રસિદ્ધ "દરેક વસ્તુના સિદ્ધાંતો" માંથી એકની મુખ્ય જોગવાઈઓ નીચે મુજબ ઉકળે છે:

1. બ્રહ્માંડનો આધાર તાર જેવા આકારની વિસ્તૃત વસ્તુઓથી બનેલો છે;
2. આ પદાર્થો વિવિધ સ્પંદનો કરવા માટે વલણ ધરાવે છે, જાણે કોઈ સંગીતનાં સાધન પર;
3. આ સ્પંદનોના પરિણામે, વિવિધ પ્રાથમિક કણો (ક્વાર્ક, ઇલેક્ટ્રોન, વગેરે) રચાય છે.
4. પરિણામી પદાર્થનો સમૂહ સંપૂર્ણ કંપનના કંપનવિસ્તાર સાથે સીધો પ્રમાણસર છે;
5. આ સિદ્ધાંત બ્લેક હોલ વિશે નવી સમજ આપવામાં મદદ કરે છે;
6. ઉપરાંત, નવા શિક્ષણની મદદથી, મૂળભૂત કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં ગુરુત્વાકર્ષણ બળને જાહેર કરવું શક્ય હતું;
7. ચાર-પરિમાણીય વિશ્વ વિશે હાલમાં પ્રબળ વિચારોથી વિપરીત, નવો સિદ્ધાંત વધારાના પરિમાણો રજૂ કરે છે;
8. હાલમાં, વ્યાપક વૈજ્ઞાનિક સમુદાય દ્વારા આ ખ્યાલને હજુ સુધી સત્તાવાર રીતે સ્વીકારવામાં આવ્યો નથી. કાગળ પર આ સુમેળભર્યા અને ચકાસાયેલ સિદ્ધાંતની પુષ્ટિ કરતો એક પણ પ્રયોગ જાણીતો નથી.

ઐતિહાસિક પૃષ્ઠભૂમિ

આ દૃષ્ટાંતનો ઈતિહાસ ઘણા દાયકાઓના સઘન સંશોધનમાં ફેલાયેલો છે. વિશ્વભરના ભૌતિકશાસ્ત્રીઓના સંયુક્ત પ્રયાસોને કારણે, એક સુસંગત સિદ્ધાંત વિકસાવવામાં આવ્યો હતો જેમાં કન્ડેન્સ્ડ મેટર, કોસ્મોલોજી અને સૈદ્ધાંતિક ગણિતની વિભાવનાઓનો સમાવેશ થતો હતો.

તેના વિકાસના મુખ્ય તબક્કાઓ:

1. 1943-1959 વર્નર હેઈઝનબર્ગનો એસ-મેટ્રિક્સનો સિદ્ધાંત દેખાયો, જેમાં ક્વોન્ટમ ઘટના માટે અવકાશ અને સમયની વિભાવનાઓને છોડી દેવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી. હેઇઝનબર્ગ એ શોધનાર સૌપ્રથમ હતા કે મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં સહભાગીઓ વિસ્તૃત વસ્તુઓ છે, બિંદુઓ નહીં;
2. 1959-1968 ઉચ્ચ સ્પિન (પરિભ્રમણની ક્ષણો) સાથેના કણોની શોધ કરવામાં આવી હતી. ઇટાલિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી તુલિયો રેગ ક્વોન્ટમ સ્ટેટ્સને ટ્રેજેકટોરીઝમાં જૂથબદ્ધ કરવાની દરખાસ્ત કરશે (જે તેમના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યા હતા);
3. 1968-1974 ગારીબ્રલ વેનેઝિયાનોએ મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું વર્ણન કરવા માટે ડબલ રેઝોનન્સ મોડલનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો. યોશિરો નામ્બુએ આ વિચાર વિકસાવ્યો હતો અને પરમાણુ દળોને એક-પરિમાણીય તાર સ્પંદન તરીકે વર્ણવ્યા હતા;
4. 1974-1994 સુપરસ્ટ્રિંગ્સની શોધ, મોટે ભાગે રશિયન વૈજ્ઞાનિક એલેક્ઝાન્ડર પોલિઆકોવના કાર્યને આભારી છે;
5. 1994-2003 એમ-થિયરીના ઉદભવને 11 થી વધુ પરિમાણો માટે મંજૂરી આપવામાં આવી હતી;
6. 2003 - વર્તમાન વી. માઈકલ ડગ્લાસે ખ્યાલ સાથે લેન્ડસ્કેપ સ્ટ્રિંગ થિયરી વિકસાવી ખોટા વેક્યુમ.

ક્વોન્ટમ સ્ટ્રિંગ થિયરી

નવા વૈજ્ઞાનિક દાખલામાં મુખ્ય વસ્તુઓ છે શ્રેષ્ઠ વસ્તુઓ, જે, તેમની ઓસીલેટરી હિલચાલ સાથે, કોઈપણ પ્રાથમિક કણને માસ અને ચાર્જ આપે છે.

આધુનિક વિચારો અનુસાર શબ્દમાળાઓના મુખ્ય ગુણધર્મો:

• તેમની લંબાઈ અત્યંત નાની છે - લગભગ 10 -35 મીટર. આ સ્કેલ પર, ક્વોન્ટમ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સ્પષ્ટ થઈ જાય છે;
• જો કે, સામાન્ય પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં, જે આવા નાના પદાર્થો સાથે વ્યવહાર કરતી નથી, એક સ્ટ્રિંગ પરિમાણહીન બિંદુ ઑબ્જેક્ટથી સંપૂર્ણપણે અસ્પષ્ટ છે;
• સ્ટ્રિંગ ઑબ્જેક્ટની એક મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા ઓરિએન્ટેશન છે. જે શબ્દમાળાઓ ધરાવે છે તેની વિરુદ્ધ દિશા સાથે જોડી હોય છે. ત્યાં પણ અનિર્દેશિત ઉદાહરણો છે.

શબ્દમાળાઓ બંને છેડે મર્યાદિત સેગમેન્ટના સ્વરૂપમાં અને બંધ લૂપના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. તદુપરાંત, નીચેના રૂપાંતરણો શક્ય છે:

• એક સેગમેન્ટ અથવા લૂપ અનુરૂપ પદાર્થોની જોડીને જન્મ આપવા માટે "ગુણાકાર" કરી શકે છે;
• સેગમેન્ટ લૂપને જન્મ આપે છે જો તેનો ભાગ "લૂપ" કરે છે;
• લૂપ તૂટી જાય છે અને ખુલ્લી સ્ટ્રિંગ બની જાય છે;
• બે વિભાગો વિનિમય વિભાગો.

અન્ય મૂળભૂત વસ્તુઓ

1995 માં, તે બહાર આવ્યું છે કે માત્ર એક-પરિમાણીય પદાર્થો જ આપણા બ્રહ્માંડના નિર્માણ બ્લોક્સ નથી. અસામાન્ય રચનાઓના અસ્તિત્વની આગાહી કરવામાં આવી હતી - બ્રેન્સ- સિલિન્ડર અથવા વોલ્યુમેટ્રિક રિંગના સ્વરૂપમાં, જેમાં નીચેની સુવિધાઓ છે:

• તેઓ અણુઓ કરતાં અનેક અબજ ગણા નાના છે;
• અવકાશ અને સમય દ્વારા પ્રચાર કરી શકે છે, સમૂહ અને ચાર્જ ધરાવે છે;
• આપણા બ્રહ્માંડમાં તેઓ ત્રિ-પરિમાણીય પદાર્થો છે. જો કે, એવું સૂચવવામાં આવે છે કે તેમનો આકાર વધુ રહસ્યમય છે, કારણ કે તેમાંનો નોંધપાત્ર ભાગ અન્ય પરિમાણોમાં વિસ્તરી શકે છે;
• બ્રેન્સની નીચે આવેલી બહુપરીમાણીય જગ્યા હાઇપરસ્પેસ છે;
• આ રચનાઓ કણોના અસ્તિત્વ સાથે સંકળાયેલી છે જે ગુરુત્વાકર્ષણ વહન કરે છે - ગુરુત્વાકર્ષણ. તેઓ મુક્તપણે બ્રેન્સથી અલગ પડે છે અને અન્ય પરિમાણોમાં સરળતાથી વહે છે;
• ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક, પરમાણુ અને નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પણ બ્રેન્સ પર સ્થાનીકૃત છે;
• સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રકાર ડી-બ્રેન્સ છે. જ્યારે તે અવકાશમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે ખુલ્લા સ્ટ્રિંગના અંતિમ બિંદુઓ તેમની સપાટી સાથે જોડાયેલા હોય છે.

ટીકાઓ

કોઈપણ વૈજ્ઞાનિક ક્રાંતિની જેમ, આ પણ પરંપરાગત વિચારોના અનુયાયીઓ તરફથી ગેરસમજ અને ટીકાના કાંટામાંથી પસાર થાય છે.

સૌથી વધુ વારંવાર વ્યક્ત કરાયેલ ટિપ્પણીઓમાં:

• અવકાશ-સમયના વધારાના પરિમાણોનો પરિચય વિશાળ સંખ્યામાં બ્રહ્માંડોના અસ્તિત્વની અનુમાનિત સંભાવના બનાવે છે. ગણિતશાસ્ત્રી પીટર વોલ્ટના મતે, આ કોઈપણ પ્રક્રિયાઓ અથવા ઘટનાઓની આગાહી કરવાની અશક્યતા તરફ દોરી જાય છે. દરેક પ્રયોગ મોટી સંખ્યામાં વિવિધ દૃશ્યોને ટ્રિગર કરે છે જેનું અલગ અલગ રીતે અર્થઘટન કરી શકાય છે;
• ત્યાં કોઈ પુષ્ટિ વિકલ્પ નથી. તકનીકી વિકાસનું વર્તમાન સ્તર ડેસ્ક સંશોધનને પ્રાયોગિક રીતે પુષ્ટિ અથવા રદિયો આપવાની મંજૂરી આપતું નથી;
• ખગોળશાસ્ત્રીય પદાર્થોના તાજેતરના અવલોકનો સિદ્ધાંતને બંધબેસતા નથી, જે વૈજ્ઞાનિકોને તેમના કેટલાક તારણો પર પુનર્વિચાર કરવા દબાણ કરે છે;
• સંખ્યાબંધ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ અભિપ્રાય વ્યક્ત કરે છે કે ખ્યાલ સટ્ટાકીય છે અને અન્ય મૂળભૂત ખ્યાલોના વિકાસને અવરોધે છે.

સ્ટ્રિંગ થિયરીને સરળ શબ્દોમાં સમજાવવા કરતાં ફર્મેટના પ્રમેયને સાબિત કરવું કદાચ સરળ છે. તેનું ગાણિતિક ઉપકરણ એટલું વ્યાપક છે કે સૌથી મોટી સંશોધન સંસ્થાઓના અનુભવી વૈજ્ઞાનિકો જ તેને સમજી શકે છે.

તે હજી સ્પષ્ટ નથી કે છેલ્લા દાયકાઓમાં કલમની ટોચ પર કરવામાં આવેલી શોધો વાસ્તવિક ઉપયોગ કરશે કે કેમ. જો એમ હોય, તો પછી એક બહાદુર નવી દુનિયા આપણને એન્ટિગ્રેવિટી, બહુવિધ બ્રહ્માંડો અને બ્લેક હોલ્સની પ્રકૃતિની કડીઓ સાથે રાહ જોઈ રહી છે.

વિડિઓ: સ્ટ્રિંગ થિયરી સંક્ષિપ્ત અને સુલભ

આ વિડિઓમાં, ભૌતિકશાસ્ત્રી સ્ટેનિસ્લાવ એફ્રેમોવ તમને સરળ શબ્દોમાં કહેશે કે સ્ટ્રિંગ થિયરી શું છે:

ઇકોલોજી ઓફ નોલેજ: સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ માટે સૌથી મોટી સમસ્યા એ છે કે તમામ મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ (ગુરુત્વાકર્ષણ, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક, નબળા અને મજબૂત) ને એક જ સિદ્ધાંતમાં કેવી રીતે જોડવી. સુપરસ્ટ્રિંગ થિયરી એ થિયરી ઓફ એવરીથિંગ હોવાનો દાવો કરે છે

ત્રણથી દસ સુધીની ગણતરી

સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ માટે સૌથી મોટી સમસ્યા એ છે કે તમામ મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ (ગુરુત્વાકર્ષણ, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક, નબળા અને મજબૂત) ને એક જ સિદ્ધાંતમાં કેવી રીતે જોડવી. સુપરસ્ટ્રિંગ થિયરી એ થિયરી ઓફ એવરીથિંગ હોવાનો દાવો કરે છે.

પરંતુ તે બહાર આવ્યું છે કે આ સિદ્ધાંતને કાર્ય કરવા માટે જરૂરી પરિમાણોની સૌથી અનુકૂળ સંખ્યા દસ જેટલી છે (જેમાંથી નવ અવકાશી છે, અને એક ટેમ્પોરલ છે)! જો ત્યાં વધુ કે ઓછા પરિમાણો હોય, તો ગાણિતિક સમીકરણો અતાર્કિક પરિણામો આપે છે જે અનંત સુધી જાય છે - એક એકલતા.

સુપરસ્ટ્રિંગ થિયરીના વિકાસમાં આગળનો તબક્કો - એમ-થિયરી - એ પહેલાથી જ અગિયાર પરિમાણોની ગણતરી કરી છે. અને તેનું બીજું સંસ્કરણ - એફ-થિયરી - બધા બાર. અને આ બિલકુલ ગૂંચવણ નથી. F-સિદ્ધાંત 12-પરિમાણીય અવકાશનું વર્ણન એમ-સિદ્ધાંત 11-પરિમાણીય અવકાશના વર્ણન કરતાં સરળ સમીકરણો સાથે કરે છે.

અલબત્ત, સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રને સૈદ્ધાંતિક ન કહેવાય. તેણીની તમામ સિદ્ધિઓ અત્યાર સુધી માત્ર કાગળ પર છે. તેથી, શા માટે આપણે ફક્ત ત્રિ-પરિમાણીય અવકાશમાં જ આગળ વધી શકીએ છીએ તે સમજાવવા માટે, વૈજ્ઞાનિકોએ તે વિશે વાત કરવાનું શરૂ કર્યું કે કેવી રીતે કમનસીબ બાકીના પરિમાણો ક્વોન્ટમ સ્તરે કોમ્પેક્ટ ગોળામાં સંકોચાઈ ગયા. ચોક્કસ બનવા માટે, ગોળામાં નહીં, પરંતુ કેલાબી-યાઉ જગ્યાઓમાં. આ ત્રિ-પરિમાણીય આકૃતિઓ છે, જેની અંદર તેના પોતાના પરિમાણ સાથેનું પોતાનું વિશ્વ છે. આવા મેનીફોલ્ડનું દ્વિ-પરિમાણીય પ્રક્ષેપણ કંઈક આના જેવું લાગે છે:

આવા 470 મિલિયનથી વધુ આંકડા જાણીતા છે. તેમાંથી કઈ આપણી વાસ્તવિકતાને અનુરૂપ છે તેની ગણતરી હાલમાં કરવામાં આવી રહી છે. સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રી બનવું સહેલું નથી.

હા, આ થોડું દૂરનું લાગે છે. પરંતુ કદાચ આ ચોક્કસપણે સમજાવે છે કે શા માટે ક્વોન્ટમ વિશ્વ આપણે અનુભવીએ છીએ તેનાથી અલગ છે.

ડોટ, ડોટ, અલ્પવિરામ

ચાલો શરૂઆતથી શરૂ કરીએ. શૂન્ય પરિમાણ એક બિંદુ છે. તેણી પાસે કોઈ કદ નથી. ખસેડવા માટે ક્યાંય નથી, આવા પરિમાણમાં સ્થાન સૂચવવા માટે કોઈ કોઓર્ડિનેટ્સની જરૂર નથી.

ચાલો પ્રથમ બિંદુની બાજુમાં બીજો મૂકો અને તેમાંથી એક રેખા દોરીએ. અહીં પ્રથમ પરિમાણ છે. એક-પરિમાણીય ઑબ્જેક્ટનું કદ - લંબાઈ હોય છે, પરંતુ પહોળાઈ અથવા ઊંડાઈ નથી. એક-પરિમાણીય અવકાશમાં હલનચલન ખૂબ જ મર્યાદિત છે, કારણ કે માર્ગમાં ઉદ્ભવતા અવરોધને ટાળી શકાતો નથી. આ સેગમેન્ટ પર સ્થાન નક્કી કરવા માટે, તમારે માત્ર એક સંકલન કરવાની જરૂર છે.

ચાલો સેગમેન્ટની બાજુમાં એક બિંદુ મૂકીએ. આ બંને ઑબ્જેક્ટ્સને ફિટ કરવા માટે, આપણને લંબાઈ અને પહોળાઈ, એટલે કે ક્ષેત્રફળ સાથે દ્વિ-પરિમાણીય જગ્યાની જરૂર પડશે, પરંતુ ઊંડાઈ વિના, એટલે કે વોલ્યુમ. આ ક્ષેત્ર પર કોઈપણ બિંદુનું સ્થાન બે કોઓર્ડિનેટ્સ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

જ્યારે આપણે આ સિસ્ટમમાં ત્રીજો સંકલન અક્ષ ઉમેરીએ ત્યારે ત્રીજું પરિમાણ ઉદ્ભવે છે. ત્રિ-પરિમાણીય બ્રહ્માંડના રહેવાસીઓ, આપણા માટે આની કલ્પના કરવી ખૂબ જ સરળ છે.

ચાલો કલ્પના કરવાનો પ્રયાસ કરીએ કે દ્વિ-પરિમાણીય જગ્યાના રહેવાસીઓ વિશ્વને કેવી રીતે જુએ છે. ઉદાહરણ તરીકે, આ બે પુરુષો:

તેમાંથી દરેક તેમના સાથીદારને આ રીતે જોશે:

અને આ પરિસ્થિતિમાં:

અમારા હીરો એકબીજાને આની જેમ જોશે:

તે દૃષ્ટિકોણમાં પરિવર્તન છે જે આપણા નાયકોને એક-પરિમાણીય ભાગો નહીં, પરંતુ દ્વિ-પરિમાણીય પદાર્થો તરીકે એકબીજાને ન્યાય કરવાની મંજૂરી આપે છે.

હવે ચાલો કલ્પના કરીએ કે કોઈ ચોક્કસ વોલ્યુમેટ્રિક ઑબ્જેક્ટ ત્રીજા પરિમાણમાં ફરે છે, જે આ દ્વિ-પરિમાણીય વિશ્વને છેદે છે. બહારના નિરીક્ષક માટે, આ હિલચાલ એમઆરઆઈ મશીનમાં બ્રોકોલીની જેમ પ્લેન પરના ઑબ્જેક્ટના દ્વિ-પરિમાણીય અંદાજોમાં ફેરફારમાં વ્યક્ત કરવામાં આવશે:

પરંતુ આપણા ફ્લેટલેન્ડના રહેવાસી માટે આવા ચિત્ર અગમ્ય છે! તે તેની કલ્પના પણ કરી શકતો નથી. તેના માટે, પ્રત્યેક દ્વિ-પરિમાણીય અંદાજોને એક-પરિમાણીય સેગમેન્ટ તરીકે એક રહસ્યમય રીતે ચલ લંબાઈ સાથે જોવામાં આવશે, જે અણધારી જગ્યાએ દેખાશે અને અણધારી રીતે અદૃશ્ય થઈ જશે. દ્વિ-પરિમાણીય અવકાશના ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમોનો ઉપયોગ કરીને આવા પદાર્થોની લંબાઈ અને ઉત્પત્તિ સ્થાનની ગણતરી કરવાનો પ્રયાસ નિષ્ફળતા માટે વિનાશકારી છે.

આપણે, ત્રિ-પરિમાણીય વિશ્વના રહેવાસીઓ, દરેક વસ્તુને દ્વિ-પરિમાણીય તરીકે જોઈએ છીએ. અવકાશમાં ફક્ત કોઈ વસ્તુને ખસેડવાથી આપણે તેના વોલ્યુમને અનુભવી શકીએ છીએ. આપણે કોઈપણ બહુપરિમાણીય પદાર્થને દ્વિ-પરિમાણીય તરીકે પણ જોઈશું, પરંતુ તેની સાથેના આપણા સંબંધ અથવા સમયને આધારે તે આશ્ચર્યજનક રીતે બદલાશે.

આ દૃષ્ટિકોણથી તે વિચારવું રસપ્રદ છે, ઉદાહરણ તરીકે, ગુરુત્વાકર્ષણ વિશે. દરેક વ્યક્તિએ કદાચ આના જેવા ચિત્રો જોયા હશે:

તેઓ સામાન્ય રીતે દર્શાવે છે કે ગુરુત્વાકર્ષણ અવકાશ-સમયને કેવી રીતે વાળે છે. તે વળે છે ... ક્યાં? અમને પરિચિત કોઈપણ પરિમાણોમાં બરાબર નથી. અને ક્વોન્ટમ ટનલિંગ વિશે શું, એટલે કે, એક કણની એક જગ્યાએ અદૃશ્ય થઈ જવાની અને સંપૂર્ણપણે અલગ જગ્યાએ દેખાવાની ક્ષમતા, અને એક અવરોધ પાછળ કે જેના દ્વારા આપણી વાસ્તવિકતાઓમાં તે છિદ્ર બનાવ્યા વિના પ્રવેશ કરી શકતો નથી? બ્લેક હોલ્સ વિશે શું? જો આ બધા અને આધુનિક વિજ્ઞાનના અન્ય રહસ્યો એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે કે અવકાશની ભૂમિતિ બિલકુલ સમાન નથી જે રીતે આપણે તેને સમજવા માટે ટેવાયેલા છીએ?

ઘડિયાળ ટિક કરી રહી છે

સમય આપણા બ્રહ્માંડમાં અન્ય સંકલન ઉમેરે છે. પાર્ટી યોજવા માટે, તમારે ફક્ત તે કયા બારમાં થશે તે જ નહીં, પણ આ ઇવેન્ટનો ચોક્કસ સમય પણ જાણવાની જરૂર છે.

આપણી ધારણાના આધારે, સમય એ કિરણ જેટલી સીધી રેખા નથી. એટલે કે, તેની પાસે પ્રારંભિક બિંદુ છે, અને ચળવળ ફક્ત એક જ દિશામાં હાથ ધરવામાં આવે છે - ભૂતકાળથી ભવિષ્ય સુધી. તદુપરાંત, ફક્ત વર્તમાન જ વાસ્તવિક છે. ન તો ભૂતકાળ કે ભવિષ્ય અસ્તિત્વમાં નથી, જેમ કે નાસ્તો અને રાત્રિભોજન તેના લંચ બ્રેક દરમિયાન ઓફિસ ક્લાર્કના દૃષ્ટિકોણથી અસ્તિત્વમાં નથી.

પરંતુ સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત આ સાથે સહમત નથી. તેણીના દૃષ્ટિકોણથી, સમય એક સંપૂર્ણ પરિમાણ છે. બધી ઘટનાઓ જે અસ્તિત્વમાં છે, અસ્તિત્વમાં છે અને અસ્તિત્વમાં છે તે સમાન રીતે વાસ્તવિક છે, જેમ કે સમુદ્રનો બીચ વાસ્તવિક છે, સર્ફના અવાજના સપનાએ અમને આશ્ચર્યચકિત કર્યા વિના. આપણી ધારણા એ સ્પોટલાઇટ જેવી વસ્તુ છે જે સમયની સીધી રેખા પર ચોક્કસ સેગમેન્ટને પ્રકાશિત કરે છે. માનવતા તેના ચોથા પરિમાણમાં કંઈક આના જેવું લાગે છે:

પરંતુ આપણે માત્ર એક પ્રક્ષેપણ જોઈએ છીએ, સમયની દરેક વ્યક્તિગત ક્ષણે આ પરિમાણનો ટુકડો. હા, હા, એમઆરઆઈ મશીનમાં બ્રોકોલીની જેમ.

અત્યાર સુધી, બધી થિયરીઓ મોટી સંખ્યામાં અવકાશી પરિમાણો સાથે કામ કરતી હતી, અને ટેમ્પોરલ હંમેશા એક જ હતી. પરંતુ શા માટે અવકાશ જગ્યા માટે બહુવિધ પરિમાણોને મંજૂરી આપે છે, પરંતુ માત્ર એક જ સમય? જ્યાં સુધી વૈજ્ઞાનિકો આ પ્રશ્નનો જવાબ ન આપી શકે, ત્યાં સુધી બે કે તેથી વધુ સમય જગ્યાઓની પૂર્વધારણા તમામ ફિલસૂફો અને વિજ્ઞાન સાહિત્ય લેખકોને ખૂબ જ આકર્ષક લાગશે. અને ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ પણ, તો શું? ઉદાહરણ તરીકે, અમેરિકન એસ્ટ્રોફિઝિસ્ટ ઇત્ઝાક બાર્સ એવરીથિંગની થિયરી સાથેની તમામ મુશ્કેલીઓનું મૂળ બીજી વખત અવગણવામાં આવેલા પરિમાણ તરીકે જુએ છે. માનસિક વ્યાયામ તરીકે, ચાલો બે વખત સાથે વિશ્વની કલ્પના કરવાનો પ્રયાસ કરીએ.

દરેક પરિમાણ અલગથી અસ્તિત્વમાં છે. આ એ હકીકતમાં વ્યક્ત થાય છે કે જો આપણે એક પરિમાણમાં ઑબ્જેક્ટના કોઓર્ડિનેટ્સ બદલીએ છીએ, તો અન્યમાં કોઓર્ડિનેટ્સ યથાવત રહી શકે છે. તેથી, જો તમે એક સમય અક્ષ સાથે આગળ વધો છો જે બીજાને કાટખૂણે છેદે છે, તો આંતરછેદ બિંદુ પર આસપાસનો સમય બંધ થઈ જશે. વ્યવહારમાં તે આના જેવું કંઈક દેખાશે:

નીઓએ માત્ર તેની એક-પરિમાણીય સમય ધરીને બુલેટના સમય ધરી પર લંબરૂપ રાખવાની હતી. એક નાનકડી વાત, તમે સંમત થશો. વાસ્તવમાં, બધું વધુ જટિલ છે.

બે સમયના પરિમાણો સાથે બ્રહ્માંડમાં ચોક્કસ સમય બે મૂલ્યો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવશે. શું દ્વિ-પરિમાણીય ઘટનાની કલ્પના કરવી મુશ્કેલ છે? એટલે કે, એક કે જે બે સમયની અક્ષો સાથે એકસાથે વિસ્તૃત થાય છે? સંભવ છે કે આવા વિશ્વને મેપિંગ સમય માટે નિષ્ણાતોની જરૂર પડશે, જેમ કે નકશાકારો વિશ્વની દ્વિ-પરિમાણીય સપાટીનું નકશા બનાવે છે.

દ્વિ-પરિમાણીય અવકાશને એક-પરિમાણીય અવકાશથી બીજું શું અલગ પાડે છે? ઉદાહરણ તરીકે, અવરોધને બાયપાસ કરવાની ક્ષમતા. આ સંપૂર્ણપણે આપણા મનની સીમાઓની બહાર છે. એક-પરિમાણીય વિશ્વનો રહેવાસી કલ્પના કરી શકતો નથી કે એક ખૂણાને ફેરવવા જેવું છે. અને આ શું છે - સમયનો કોણ? વધુમાં, દ્વિ-પરિમાણીય જગ્યામાં તમે આગળ, પાછળ અથવા ત્રાંસા પણ મુસાફરી કરી શકો છો. મને ખ્યાલ નથી કે સમયને ત્રાંસા રીતે પસાર કરવો કેવો હોય છે. એ હકીકતનો ઉલ્લેખ ન કરવો કે સમય ઘણા ભૌતિક નિયમોને અનુસરે છે, અને અન્ય સમયના પરિમાણના આગમન સાથે બ્રહ્માંડનું ભૌતિકશાસ્ત્ર કેવી રીતે બદલાશે તેની કલ્પના કરવી અશક્ય છે. પરંતુ તેના વિશે વિચારવું ખૂબ જ રોમાંચક છે!

બહુ મોટો જ્ઞાનકોશ

અન્ય પરિમાણો હજુ સુધી શોધાયા નથી અને તે માત્ર ગાણિતિક મોડેલોમાં જ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. પરંતુ તમે તેમને આ રીતે કલ્પના કરવાનો પ્રયાસ કરી શકો છો.

જેમ આપણે અગાઉ જાણ્યું તેમ, આપણે બ્રહ્માંડના ચોથા (સમય) પરિમાણનું ત્રિ-પરિમાણીય પ્રક્ષેપણ જોઈએ છીએ. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, આપણા વિશ્વના અસ્તિત્વની દરેક ક્ષણ એ બિગ બેંગથી વિશ્વના અંત સુધીના સમયગાળામાં એક બિંદુ (શૂન્ય પરિમાણ સમાન) છે.

તમારામાંથી જેમણે સમયની મુસાફરી વિશે વાંચ્યું છે તેઓ જાણે છે કે અવકાશ-સમયના સાતત્યની વક્રતા તેમાં શું મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. આ પાંચમું પરિમાણ છે - તે તેમાં છે કે ચાર-પરિમાણીય અવકાશ-સમય આ રેખા પરના બે બિંદુઓને એકબીજાની નજીક લાવવા માટે "બેન્ડ" કરે છે. આ વિના, આ બિંદુઓ વચ્ચેની મુસાફરી ખૂબ લાંબી અથવા તો અશક્ય હશે. આશરે કહીએ તો, પાંચમું પરિમાણ બીજા જેવું જ છે - તે સ્પેસ-ટાઇમની "એક-પરિમાણીય" રેખાને "દ્વિ-પરિમાણીય" પ્લેનમાં ખસેડે છે જે તે ખૂણાને ફેરવવાની ક્ષમતાના સ્વરૂપમાં સૂચિત કરે છે.

થોડા સમય પહેલા, અમારા ખાસ કરીને ફિલોસોફિકલી દિમાગના વાચકોએ સંભવતઃ એવી પરિસ્થિતિઓમાં સ્વતંત્ર ઇચ્છાની શક્યતા વિશે વિચાર્યું હતું જ્યાં ભવિષ્ય પહેલેથી અસ્તિત્વમાં છે, પરંતુ હજુ સુધી તે જાણીતું નથી. વિજ્ઞાન આ પ્રશ્નનો આ રીતે જવાબ આપે છે: સંભાવનાઓ. ભવિષ્ય એ લાકડી નથી, પરંતુ સંભવિત દૃશ્યોની સંપૂર્ણ સાવરણી છે. જ્યારે આપણે ત્યાં પહોંચીશું ત્યારે આપણે શોધીશું કે કયું સાચું પડશે.

દરેક સંભાવનાઓ પાંચમા પરિમાણના "પ્લેન" પર "એક-પરિમાણીય" સેગમેન્ટના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વમાં છે. એક સેગમેન્ટમાંથી બીજા ભાગમાં જવાની સૌથી ઝડપી રીત કઈ છે? તે સાચું છે - આ વિમાનને કાગળની શીટની જેમ વાળો. મારે તેને ક્યાં વાળવું જોઈએ? અને ફરીથી યોગ્ય રીતે - છઠ્ઠા પરિમાણમાં, જે આ સમગ્ર જટિલ માળખું "વોલ્યુમ" આપે છે. અને, આમ, તેને, ત્રિ-પરિમાણીય જગ્યાની જેમ, "સમાપ્ત", એક નવો બિંદુ બનાવે છે.

સાતમું પરિમાણ એ નવી સીધી રેખા છે, જેમાં છ-પરિમાણીય "બિંદુઓ" નો સમાવેશ થાય છે. આ લાઇન પર અન્ય કોઇ બિંદુ શું છે? અન્ય બ્રહ્માંડમાં ઘટનાઓના વિકાસ માટે વિકલ્પોનો સંપૂર્ણ અનંત સમૂહ, બિગ બેંગના પરિણામે નહીં, પરંતુ અન્ય પરિસ્થિતિઓમાં રચાયેલ છે અને અન્ય કાયદાઓ અનુસાર કાર્ય કરે છે. એટલે કે, સાતમું પરિમાણ સમાંતર વિશ્વોના મણકા છે. આઠમું પરિમાણ આ "સીધી રેખાઓ" ને એક "પ્લેન" માં એકત્રિત કરે છે. અને નવમાની તુલના એક પુસ્તક સાથે કરી શકાય છે જેમાં આઠમા પરિમાણની બધી "શીટ્સ" શામેલ છે. ભૌતિકશાસ્ત્રના તમામ નિયમો અને તમામ પ્રારંભિક સ્થિતિઓ સાથે આ તમામ બ્રહ્માંડના તમામ ઇતિહાસની સંપૂર્ણતા છે. પીરિયડ ફરી.

અહીં અમે મર્યાદા હિટ. દસમા પરિમાણની કલ્પના કરવા માટે, આપણને એક સીધી રેખાની જરૂર છે. અને આ રેખા પર બીજો કયો મુદ્દો હોઈ શકે, જો નવમું પરિમાણ પહેલેથી જ કલ્પના કરી શકાય તેવી દરેક વસ્તુને આવરી લે છે, અને તે પણ જેની કલ્પના કરવી અશક્ય છે? તે તારણ આપે છે કે નવમું પરિમાણ માત્ર અન્ય પ્રારંભિક બિંદુ નથી, પરંતુ અંતિમ એક - અમારી કલ્પના માટે, ઓછામાં ઓછું.

સ્ટ્રિંગ થિયરી જણાવે છે કે તે દસમા પરિમાણમાં છે જે સ્ટ્રિંગ્સ વાઇબ્રેટ કરે છે - મૂળભૂત કણો જે બધું બનાવે છે. જો દસમા પરિમાણમાં તમામ બ્રહ્માંડો અને તમામ શક્યતાઓ શામેલ હોય, તો તાર દરેક જગ્યાએ અને દરેક સમયે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. મારો મતલબ છે કે દરેક શબ્દમાળા આપણા બ્રહ્માંડમાં અને કોઈપણ અન્ય બંનેમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. કોઈપણ સમયે. સીધું. સરસ, બરાબર ને?પ્રકાશિત