બ્રહ્માંડમાં સુપરસ્ટ્રિંગ્સ. જગ્યા અને સમયની વ્યાખ્યા

વિજ્ઞાન એ એક વિશાળ ક્ષેત્ર છે અને દરરોજ વિશાળ માત્રામાં સંશોધન અને શોધો હાથ ધરવામાં આવે છે, અને તે નોંધવું યોગ્ય છે કે કેટલાક સિદ્ધાંતો રસપ્રદ લાગે છે, પરંતુ તે જ સમયે તેમની પાસે વાસ્તવિક પુષ્ટિ નથી અને એવું લાગે છે કે "અટકી જાય છે. હવા."

સ્ટ્રિંગ થિયરી શું છે?

કંપન સ્વરૂપે કણોનું પ્રતિનિધિત્વ કરતા ભૌતિક સિદ્ધાંતને સ્ટ્રિંગ થિયરી કહેવામાં આવે છે. આ તરંગોમાં માત્ર એક જ પરિમાણ છે - રેખાંશ, અને કોઈ ઊંચાઈ કે પહોળાઈ નથી. સ્ટ્રિંગ થિયરી શું છે તે શોધવા માટે, આપણે તેમાં વર્ણવેલ મુખ્ય પૂર્વધારણાઓ જોવાની જરૂર છે.

1. એવું માનવામાં આવે છે કે આજુબાજુની દરેક વસ્તુ થ્રેડોથી બનેલી છે જે વાઇબ્રેટ કરે છે અને ઊર્જાના પટલ છે.
2. સામાન્ય સાપેક્ષતા અને ક્વોન્ટમ ભૌતિકશાસ્ત્રને જોડવાનો પ્રયાસ કરે છે.
3. સ્ટ્રિંગ થિયરી બ્રહ્માંડના તમામ મૂળભૂત દળોને એકીકૃત કરવાની તક આપે છે.
4. વિવિધ પ્રકારના કણો વચ્ચે સપ્રમાણ જોડાણની આગાહી કરે છે: બોસોન અને ફર્મિઓન.
5. બ્રહ્માંડના એવા પરિમાણોનું વર્ણન અને કલ્પના કરવાની તક પૂરી પાડે છે જે અગાઉ જોવામાં આવ્યાં નથી.

સ્ટ્રિંગ થિયરી - તેની શોધ કોણે કરી?

1. ક્વોન્ટમ સ્ટ્રિંગ થિયરી સૌપ્રથમ 1960 માં હેડ્રોનિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ઘટનાને સમજાવવા માટે બનાવવામાં આવી હતી. આ સમયે તેને વિકસાવવામાં આવ્યું હતું: જી. વેનેઝિયાનો, એલ. સસ્કિન્ડ, ટી. ગોટો અને અન્ય.
2. વૈજ્ઞાનિક ડી. શ્વાર્ટ્ઝ, જે. શેર્ક અને ટી. એને સમજાવ્યું કે સ્ટ્રિંગ થિયરી શું છે, કારણ કે તેઓ બોસોનિક સ્ટ્રિંગ પૂર્વધારણા વિકસાવી રહ્યા હતા, અને આ 10 વર્ષ પછી થયું.
3. 1980 માં, બે વૈજ્ઞાનિકો: એમ. ગ્રીન અને ડી. શ્વાર્ટ્ઝે સુપરસ્ટ્રિંગ્સનો સિદ્ધાંત ઓળખ્યો, જેમાં અનન્ય સમપ્રમાણતા હતી.
4. સૂચિત પૂર્વધારણા પર સંશોધન હજુ ચાલુ છે, પરંતુ તે હજુ સુધી સાબિત થયું નથી.

સ્ટ્રિંગ થિયરી - ફિલસૂફી

ત્યાં એક દાર્શનિક દિશા છે જે સ્ટ્રિંગ થિયરી સાથે જોડાણ ધરાવે છે, અને તેને મોનાડ કહેવામાં આવે છે. તેમાં કોઈપણ પ્રકારની માહિતીને સંક્ષિપ્ત કરવા માટે પ્રતીકોનો ઉપયોગ સામેલ છે. મોનાડ અને સ્ટ્રિંગ થિયરી ફિલસૂફીમાં વિરોધી અને દ્વૈતનો ઉપયોગ કરે છે. સૌથી લોકપ્રિય સરળ મોનાડ પ્રતીક યિન-યાંગ છે. નિષ્ણાતોએ સ્ટ્રિંગ થિયરીને સપાટ, મોનાડ પર નહીં, પણ વોલ્યુમેટ્રિક પર દર્શાવવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો છે અને પછી સ્ટ્રિંગ્સ વાસ્તવિકતા બનશે, જો કે તેમની લંબાઈ નાની હશે.

જો વોલ્યુમેટ્રિક મોનાડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો યીન-યાંગને વિભાજિત કરતી રેખા એક પ્લેન હશે, અને જ્યારે બહુપરિમાણીય મોનાડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સર્પાકારમાં વળેલું વોલ્યુમ પ્રાપ્ત થાય છે. બહુપરિમાણીય મોનાડ્સ સંબંધિત ફિલસૂફી પર હજી સુધી કોઈ કાર્ય નથી - આ ભવિષ્યના અભ્યાસ માટેનો વિસ્તાર છે. ફિલોસોફર્સ માને છે કે સમજશક્તિ એ એક અનંત પ્રક્રિયા છે અને જ્યારે બ્રહ્માંડનું એકીકૃત મોડેલ બનાવવાનો પ્રયાસ કરવામાં આવે છે, ત્યારે વ્યક્તિ એક કરતા વધુ વખત આશ્ચર્ય પામશે અને તેના મૂળભૂત ખ્યાલોમાં ફેરફાર કરશે.

સ્ટ્રિંગ થિયરીના ગેરફાયદા

સંખ્યાબંધ વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા પ્રસ્તાવિત પૂર્વધારણા અપ્રમાણિત હોવાથી, તે તદ્દન સમજી શકાય તેવું છે કે તેના શુદ્ધિકરણની જરૂરિયાત દર્શાવતી સંખ્યાબંધ સમસ્યાઓ છે.

1. સ્ટ્રિંગ થિયરીમાં ભૂલો છે, ઉદાહરણ તરીકે, ગણતરી દરમિયાન નવા પ્રકારના કણોની શોધ કરવામાં આવી હતી - ટાચીઓન્સ, પરંતુ તે પ્રકૃતિમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકતા નથી, કારણ કે તેમના સમૂહનો વર્ગ શૂન્ય કરતા ઓછો છે, અને ચળવળની ઝડપ ઝડપ કરતા વધારે છે. પ્રકાશ
2. સ્ટ્રિંગ થિયરી માત્ર દસ-પરિમાણીય અવકાશમાં જ અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે, પરંતુ પછી સંબંધિત પ્રશ્ન એ છે: શા માટે વ્યક્તિ અન્ય પરિમાણોને સમજી શકતી નથી?

શબ્દમાળા સિદ્ધાંત - સાબિતી

બે મુખ્ય ભૌતિક સંમેલનો કે જેના પર વૈજ્ઞાનિક પુરાવા આધારિત છે તે વાસ્તવમાં એકબીજાના વિરોધી છે, કારણ કે તેઓ સૂક્ષ્મ સ્તરે બ્રહ્માંડની રચનાને અલગ રીતે રજૂ કરે છે. તેમના પર પ્રયાસ કરવા માટે, કોસ્મિક સ્ટ્રિંગ્સનો સિદ્ધાંત પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો હતો. ઘણી બાબતોમાં, તે માત્ર શબ્દોમાં જ નહીં, પણ ગાણિતિક ગણતરીઓમાં પણ વિશ્વાસપાત્ર લાગે છે, પરંતુ આજે વ્યક્તિને તેને વ્યવહારીક રીતે સાબિત કરવાની તક નથી. જો તાર અસ્તિત્વમાં છે, તો તે માઇક્રોસ્કોપિક સ્તરે છે, અને તેમને ઓળખવા માટે હજુ સુધી કોઈ તકનીકી ક્ષમતા નથી.

સ્ટ્રિંગ થિયરી અને ભગવાન

પ્રખ્યાત સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રી એમ. કાકુએ એક સિદ્ધાંતનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો જેમાં તેઓ ઈશ્વરના અસ્તિત્વને સાબિત કરવા માટે સ્ટ્રિંગ પૂર્વધારણાનો ઉપયોગ કરે છે. તે નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે વિશ્વની દરેક વસ્તુ એક જ મન દ્વારા સ્થાપિત અમુક કાયદા અને નિયમો અનુસાર ચાલે છે. કાકુના મતે, સ્ટ્રિંગ થિયરી અને બ્રહ્માંડના છુપાયેલા પરિમાણો એક સમીકરણ બનાવવામાં મદદ કરશે જે પ્રકૃતિની તમામ શક્તિઓને એકીકૃત કરે છે અને આપણને ભગવાનના મનને સમજવાની મંજૂરી આપે છે. તે તેની પૂર્વધારણાને ટેચીઓન કણો પર કેન્દ્રિત કરે છે, જે પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધે છે. આઈન્સ્ટાઈને એમ પણ કહ્યું હતું કે જો આવા ભાગો શોધી કાઢવામાં આવે તો સમયને પાછળ ખસેડવો શક્ય બનશે.

શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો કર્યા પછી, કાકુએ તારણ કાઢ્યું કે માનવ જીવન સ્થિર કાયદાઓ દ્વારા સંચાલિત છે અને તે કોસ્મિક અકસ્માતો પર પ્રતિક્રિયા આપતું નથી. જીવનની સ્ટ્રિંગ થિયરી અસ્તિત્વમાં છે અને તે એક અજાણી શક્તિ સાથે સંકળાયેલ છે જે જીવનને નિયંત્રિત કરે છે અને તેને સંપૂર્ણ બનાવે છે. તેમના મતે, આ તે છે. કાકુને ખાતરી છે કે બ્રહ્માંડ સર્વશક્તિમાનના મનમાંથી નીકળતી તાર સ્પંદન કરી રહ્યું 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. એફ-થિયરી 12-પરિમાણીય જગ્યાનું 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 જ ચોક્કસપણે સમજાવે છે કે શા માટે ક્વોન્ટમ વિશ્વ આપણે જે અનુભવીએ છીએ તેનાથી આટલું 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 ઑબ્જેક્ટને 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 આ રીતે 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 સમયની પૂર્વધારણા તમામ ફિલસૂફો અને વિજ્ઞાન સાહિત્ય લેખકોને ખૂબ જ આકર્ષક લાગશે. અને ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ પણ, તો શું? ઉદાહરણ તરીકે, અમેરિકન એસ્ટ્રોફિઝિસિસ્ટ ઇત્ઝાક બાર્સ, થિયરી ઓફ એવરીથિંગ 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. માત્ર 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 એક સાથે બે સમયની અક્ષો સાથે 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 "વળેલું" 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

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. ચાલો આજે સ્ટ્રીંગ થિયરી વિશે વાત કરીએ.

અલબત્ત, બ્રહ્માંડના તાર ભાગ્યે જ આપણે કલ્પના કરીએ છીએ તેના જેવા જ છે. સ્ટ્રિંગ થિયરીમાં, તેઓ ઊર્જાના અદ્ભુત 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. શબ્દમાળા સ્તર

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. પોલીહેડ્રોન ગ્રાફ E8 થીયરી 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 સમાન પ્રકૃતિ ધરાવે છે, તેમને એક જ ઇલેક્ટ્રોનબિક 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.

વાસ્તવિક દલીલો સાથે યુલરના બીટા કાર્યનો ગ્રાફ

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 કણોના સંદર્ભમાં 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.

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 - ગુરુત્વાકર્ષણનો સમાવેશ થતો ન હતો.

સ્ટાન્ડર્ડ મોડલમાં વિવિધ કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ
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 જે 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. 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.

સબટોમિક નેસ્ટિંગ ડોલ્સ

બધું હોવા છતાં, 1980ના દાયકાની શરૂઆતમાં, સ્ટ્રિંગ થિયરીમાં હજુ પણ અદ્રાવ્ય 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 કે જો 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 ફિલસૂફીનો?.. સાચું છે, "તમારી પોતાની આંખોથી" શબ્દમાળાઓ જોવી બિલકુલ 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

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 વળાંકવાળા જટિલ આકાર ધરાવે છે. અને બધું અકલ્પનીય રીતે નાનું છે.

આ નાના માપો 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 વક્ર અને ટ્વિસ્ટેડ પરિમાણો સમાન રીતે પ્રગટ થાય 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 છે.

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.

સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્ર ઘણા લોકો માટે અસ્પષ્ટ છે, પરંતુ તે જ સમયે આપણી આસપાસના વિશ્વના અભ્યાસમાં સર્વોચ્ચ મહત્વ છે. કોઈપણ સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીનું કાર્ય એક ગાણિતિક મોડેલ બનાવવાનું છે, એક સિદ્ધાંત જે પ્રકૃતિમાં અમુક પ્રક્રિયાઓને સમજાવવામાં સક્ષમ છે.

જરૂર

જેમ તમે જાણો છો, મેક્રોકોઝમના ભૌતિક નિયમો, એટલે કે, જે વિશ્વમાં આપણે અસ્તિત્વમાં છીએ, તે માઇક્રોકોઝમમાં પ્રકૃતિના નિયમોથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે - જેમાં અણુઓ, પરમાણુઓ અને પ્રાથમિક કણો રહે છે. કાર્પસ્ક્યુલર-વેવ ડ્યુઅલિઝમ નામનો સમજવામાં મુશ્કેલ સિદ્ધાંતનું ઉદાહરણ હશે, જે મુજબ સૂક્ષ્મ પદાર્થો (ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને અન્ય) કણો અને તરંગો બંને હોઈ શકે છે.

અમારી જેમ, સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ વિશ્વનું ટૂંકમાં અને સ્પષ્ટ રીતે વર્ણન કરવા માગે છે, જે સ્ટ્રિંગ થિયરીનો મુખ્ય હેતુ છે. તેની મદદથી, મેક્રોવર્લ્ડના સ્તરે અને માઇક્રોવર્લ્ડના સ્તરે, કેટલીક ભૌતિક પ્રક્રિયાઓને સમજાવવી શક્ય છે, જે તેને સાર્વત્રિક બનાવે છે, અન્ય અગાઉના અસંબંધિત સિદ્ધાંતો (સામાન્ય સાપેક્ષતા અને ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ) ને એકીકૃત કરે છે.

સાર

સ્ટ્રિંગ થિયરી મુજબ, આખું વિશ્વ કણોથી બનેલું નથી, જેમ કે આજે માનવામાં આવે છે, પરંતુ 10-35 મીટર લાંબી અનંત પાતળી વસ્તુઓમાંથી બનાવવામાં આવી છે જે વાઇબ્રેટ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે, જે આપણને તાર સાથે સામ્યતા દોરવા દે છે. જટિલ ગાણિતિક મિકેનિઝમનો ઉપયોગ કરીને, આ સ્પંદનોને ઊર્જા સાથે સાંકળી શકાય છે, અને તેથી બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ક્વોન્ટમ સ્ટ્રિંગના એક અથવા બીજા પ્રકારના કંપનના પરિણામે કોઈપણ કણો ઉદ્ભવે છે;

મુદ્દાઓ અને લક્ષણો

કોઈપણ અપ્રમાણિત સિદ્ધાંતની જેમ, સ્ટ્રિંગ થિયરીમાં પણ ઘણી સમસ્યાઓ છે જે સૂચવે છે કે તેને સુધારણાની જરૂર છે. આ સમસ્યાઓમાં, ઉદાહરણ તરીકે, નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: ગણતરીઓના પરિણામે, ગાણિતિક રીતે, ત્યાં એક નવા પ્રકારનાં કણો હતા જે પ્રકૃતિમાં અસ્તિત્વમાં નથી - ટેચીઓન્સ, જેનો વર્ગ શૂન્ય કરતા ઓછો છે અને ચળવળની ગતિ ઓળંગી જાય છે. પ્રકાશની ગતિ.

બીજી મહત્વની સમસ્યા, અથવા તેના બદલે લક્ષણ, માત્ર 10-પરિમાણીય અવકાશમાં સ્ટ્રિંગ થિયરીનું અસ્તિત્વ છે. શા માટે આપણે અન્ય પરિમાણોને સમજીએ છીએ? "વૈજ્ઞાનિકોએ નિષ્કર્ષ કાઢ્યો છે કે ખૂબ જ નાના સ્કેલ પર આ જગ્યાઓ ફોલ્ડ થાય છે અને પોતાની અંદર બંધ થઈ જાય છે, જે આપણા માટે તેમને ઓળખવાનું અશક્ય બનાવે છે.

વિકાસ

ત્યાં બે પ્રકારના કણો છે: ફર્મિઓન્સ - પદાર્થના કણો, અને બોસોન્સ - ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વાહક. ઉદાહરણ તરીકે, ફોટોન એ બોસોન છે જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ગુરુત્વાકર્ષણ ગુરુત્વાકર્ષણ છે અથવા તે જ હિગ્સ બોસોન છે જે હિગ્સ ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. તેથી, જો સ્ટ્રિંગ થિયરીએ માત્ર બોસોનને જ ધ્યાનમાં લીધું હોય, તો સુપરસ્ટ્રિંગ થિયરીએ ફર્મિઓનને પણ ધ્યાનમાં લીધું હતું, જેનાથી ટેચીઓનથી છુટકારો મેળવવાનું શક્ય બન્યું હતું.

સુપરસ્ટ્રિંગ સિદ્ધાંતનું અંતિમ સંસ્કરણ એડવર્ડ વિટન દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યું હતું અને તેને "એમ-થિયરી" કહેવામાં આવે છે, જે મુજબ સુપરસ્ટ્રિંગ સિદ્ધાંતના તમામ વિવિધ સંસ્કરણોને એકીકૃત કરવા માટે 11મું પરિમાણ રજૂ કરવું જોઈએ.

અમે કદાચ અહીં સમાપ્ત કરી શકીએ છીએ. વિશ્વભરના સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ દ્વારા સમસ્યાઓ ઉકેલવા અને હાલના ગાણિતિક મોડલને રિફાઇન કરવાનું કાર્ય ખંતપૂર્વક હાથ ધરવામાં આવે છે. કદાચ ટૂંક સમયમાં જ આપણે આપણી આસપાસના વિશ્વની રચનાને સમજી શકીશું, પરંતુ ઉપરના અવકાશ અને જટિલતાને જોતાં, તે સ્પષ્ટ છે કે વિશ્વનું પરિણામી વર્ણન જ્ઞાનના ચોક્કસ આધાર વિના સમજી શકાય તેવું નથી. ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ગણિતનું ક્ષેત્ર.

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 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 "ફેલાયા" 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 સમાન પ્રકૃતિ ધરાવે છે, તેમને એક જ ઇલેક્ટ્રોનબિક 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 સુસ્કિંડની નજરે પડ્યું, જેમણે જોયું કે, સૌ પ્રથમ, સૂત્રમાં એવા કણોનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું કે જેની કોઈ 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. 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 "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 કણોના સંદર્ભમાં 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 - ગુરુત્વાકર્ષણનો સમાવેશ થતો ન હતો.

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 જે 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. સૂચન કરીને કે શબ્દમાળાઓ અણુ કરતાં અબજો અને અબજો ગણી નાની છે, સ્ટ્રિંગર્સે સિદ્ધાંતની ખામીને તેના ફાયદામાં ફેરવી દીધી. 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 પ્રમાણભૂત મોડેલમાં 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.

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 કે જો અણુને સૌરમંડળના કદ જેટલું મોટું કરવામાં આવે, તો તાર વૃક્ષનું કદ હશે. જેમ સેલો સ્ટ્રિંગના વિવિધ સ્પંદનો આપણે જે સાંભળીએ છીએ તે બનાવે છે, તેવી જ રીતે વિવિધ સંગીતની નોંધો, શબ્દમાળાના કંપનની વિવિધ રીતો (મોડ) 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 સંખ્યા દ્વારા 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" થિયરી છોડી દીધી.

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.