स्ट्रिंग सिद्धांत हर चीज़ का एकीकृत सिद्धांत है।

हमारे ब्रह्मांड का व्यापक अध्ययन करके, वैज्ञानिक कई पैटर्न और तथ्य निर्धारित करते हैं, जो बाद में परिकल्पनाओं द्वारा सिद्ध कानून बन जाते हैं। उनके आधार पर, अन्य शोध संख्याओं में दुनिया के व्यापक अध्ययन में योगदान देना जारी रखते हैं।

ब्रह्मांड का स्ट्रिंग सिद्धांत ब्रह्मांड के स्थान का प्रतिनिधित्व करने का एक तरीका है, जिसमें कुछ निश्चित धागे शामिल हैं, जिन्हें स्ट्रिंग्स और ब्रैन्स कहा जाता है। इसे सीधे शब्दों में कहें (डमीज़ के लिए), दुनिया का आधार कण नहीं हैं (जैसा कि हम जानते हैं), लेकिन कंपन करने वाले ऊर्जा तत्व हैं जिन्हें स्ट्रिंग और ब्रैन कहा जाता है। डोरी का आकार बहुत, बहुत छोटा है - लगभग 10 -33 सेमी।

यह किस लिए है और क्या यह उपयोगी है? इस सिद्धांत ने "गुरुत्वाकर्षण" की अवधारणा के वर्णन के लिए प्रेरणा प्रदान की।

स्ट्रिंग सिद्धांत गणितीय है, अर्थात, भौतिक प्रकृतिसमीकरणों द्वारा वर्णित. उनमें से बहुत सारे हैं, लेकिन कोई भी सच्चा नहीं है। ब्रह्माण्ड के छिपे हुए आयामों को अभी तक प्रायोगिक तौर पर निर्धारित नहीं किया जा सका है।

सिद्धांत 5 अवधारणाओं पर आधारित है:

1. दुनिया में कंपन अवस्था में धागे और ऊर्जा झिल्ली शामिल हैं।
2. यह सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण और क्वांटम भौतिकी के सिद्धांत पर आधारित है।
3. यह सिद्धांत ब्रह्मांड की सभी बुनियादी शक्तियों को एकीकृत करता है।
4. कण बोसॉन और फर्मिऑन हैं नया रूपकनेक्शन - सुपरसिमेट्री।
5. सिद्धांत ब्रह्मांड में उन आयामों का वर्णन करता है जो मानव आंखों से नहीं देखे जा सकते हैं।

गिटार के साथ तुलना करने से आपको स्ट्रिंग सिद्धांत को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलेगी।

इस सिद्धांत के बारे में दुनिया ने पहली बार बीसवीं सदी के सत्तर के दशक में सुना था। इस परिकल्पना के विकास में वैज्ञानिकों के नाम:

• विटेन;
• वेनेज़ियानो;
• हरा;
• कुल;
• काकू;
• मालदासेना;
• पॉलाकोव;
• सुस्काइंड;
• श्वार्ट्ज।

ऊर्जा धागों को एक आयामी - तार माना जाता था। इसका मतलब है कि स्ट्रिंग का 1 आयाम है - लंबाई (कोई ऊंचाई नहीं)। ये 2 प्रकार के होते हैं:

• खुला, जिसके सिरे एक-दूसरे को स्पर्श न करें;
• बंद लूप।

यह पाया गया कि वे 5 तरह से बातचीत कर सकते हैं यह सिरों को जोड़ने और अलग करने की क्षमता पर आधारित है। खुले तारों के संयोजन की संभावना के कारण, रिंग स्ट्रिंग्स की अनुपस्थिति असंभव है।

परिणामस्वरूप, वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि यह सिद्धांत कणों के जुड़ाव का नहीं, बल्कि गुरुत्वाकर्षण के व्यवहार का वर्णन करने में सक्षम है। शाखाओं या चादरों को वे तत्व माना जाता है जिनसे तार जुड़े होते हैं।

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क्वांटम गुरुत्व

भौतिकी में क्वांटम नियम और सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत है। क्वांटम भौतिकी ब्रह्मांड के पैमाने पर कणों का अध्ययन करती है। इसमें मौजूद परिकल्पनाओं को क्वांटम गुरुत्व का सिद्धांत कहा जाता है; स्ट्रिंग गुरुत्व को सबसे महत्वपूर्ण माना जाता है।

इसमें बंद धागे गुरुत्वाकर्षण की शक्तियों के अनुसार काम करते हैं, जिनमें गुरुत्वाकर्षण के गुण होते हैं - एक कण जो कणों के बीच गुणों को स्थानांतरित करता है।

बलों से जुड़ रहे हैं. सिद्धांत में संयुक्त बलों को एक में शामिल किया गया है - विद्युत चुम्बकीय, परमाणु, गुरुत्वाकर्षण। वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि सेनाओं के विभाजित होने से पहले ठीक यही स्थिति थी।

अतिसममिति. सुपरसिममेट्री की अवधारणा के अनुसार, बोसॉन और फ़र्मियन (ब्रह्मांड की संरचनात्मक इकाइयाँ) के बीच एक संबंध है। प्रत्येक बोसॉन के लिए एक फर्मियन होता है, और इसका विपरीत भी सत्य है: एक फर्मियन के लिए एक बोसॉन होता है। इसकी गणना समीकरणों के आधार पर की गई थी, लेकिन प्रयोगात्मक रूप से इसकी पुष्टि नहीं की गई थी। सुपरसिमेट्री का लाभ कुछ चर (अनंत, काल्पनिक ऊर्जा स्तर) को खत्म करने की संभावना है।

भौतिक विज्ञानियों के अनुसार सुपरसिममेट्री सिद्ध न कर पाने का कारण द्रव्यमान से जुड़ी विशाल ऊर्जा है। यह ब्रह्मांड में तापमान में गिरावट की अवधि से पहले भी अस्तित्व में था। बिग बैंग के बाद, ऊर्जा नष्ट हो गई और कण निम्न ऊर्जा स्तर पर चले गए।

सीधे शब्दों में कहें तो, जो तार उच्च ऊर्जा वाले कणों के गुणों के साथ कंपन कर सकते थे, वे इसे खोकर कम कंपन बन गए।

कण त्वरक बनाते समय, वैज्ञानिक आवश्यक ऊर्जा स्तर के साथ सुपर सममित तत्वों की पहचान करना चाहते हैं।

स्ट्रिंग सिद्धांत के अतिरिक्त आयाम

स्ट्रिंग सिद्धांत का एक परिणाम है गणितीय प्रतिनिधित्व, जिसके अनुसार 3 से अधिक आयाम होने चाहिए। इसका पहला स्पष्टीकरण यह है कि अतिरिक्त आयाम सघन और छोटे हो गए हैं, जिसके परिणामस्वरूप उन्हें देखा या समझा नहीं जा सकता है।

हम एक त्रि-आयामी शाखा में मौजूद हैं, जो अन्य आयामों से कटा हुआ है। उपयोग करने का एकमात्र अवसर गणितीय मॉडलिंगउन्हें जोड़ने वाले निर्देशांक प्राप्त करने की आशा दी। इस क्षेत्र में हाल के शोध से नए आशावादी डेटा के उद्भव का अनुमान लगाना संभव हो गया है।

लक्ष्य की सरल समझ

दुनिया भर के वैज्ञानिक सुपर स्ट्रिंग्स का अध्ययन करके संपूर्ण भौतिक वास्तविकता के संबंध में सिद्धांत को प्रमाणित करने का प्रयास कर रहे हैं। एक एकल परिकल्पना ग्रह की संरचना को समझाते हुए, मौलिक स्तर पर हर चीज़ का वर्णन कर सकती है।

स्ट्रिंग सिद्धांत हैड्रोन, एक स्ट्रिंग के उच्च कंपन अवस्था वाले कणों के वर्णन से उत्पन्न हुआ। संक्षेप में, यह लंबाई से द्रव्यमान तक संक्रमण को आसानी से समझाता है।

कई सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत हैं। आज यह निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है कि आइंस्टीन की तुलना में अंतरिक्ष-समय के सिद्धांत को अधिक सटीक रूप से समझाने के लिए इसका उपयोग करना संभव है या नहीं। लिए गए माप सटीक डेटा प्रदान नहीं करते हैं. उनमें से कुछ, अंतरिक्ष-समय से संबंधित, तारों की परस्पर क्रिया का परिणाम थे, लेकिन अंततः आलोचना के अधीन थे।

यदि इसकी पुष्टि हो जाती है तो गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत वर्णित सिद्धांत का मुख्य परिणाम होगा।

ब्रह्मांड के बारे में 10 हजार से अधिक प्रकार के निर्णयों के उद्भव के लिए स्ट्रिंग्स और ब्रैन्स प्रेरणा बन गए। स्ट्रिंग सिद्धांत पर पुस्तकें उपलब्ध हैं सार्वजनिक पहुंचइंटरनेट पर, लेखकों द्वारा विस्तार से और स्पष्ट रूप से वर्णित:

• यौ शिनतान;
• स्टीव नाडिस "स्ट्रिंग थ्योरी और ब्रह्मांड के छिपे हुए आयाम";
• द एलिगेंट यूनिवर्स में ब्रायन ग्रीन इस बारे में बात करते हैं।

राय, सबूत, तर्क और सभी छोटे विवरण कई पुस्तकों में से एक को देखकर पाए जा सकते हैं जो दुनिया के बारे में सुलभ और दिलचस्प तरीके से जानकारी प्रदान करते हैं। भौतिक विज्ञानी मौजूदा ब्रह्मांड की व्याख्या हमारी उपस्थिति, अन्य ब्रह्मांडों (यहां तक ​​कि हमारे समान) के अस्तित्व से करते हैं। आइंस्टाइन के अनुसार अंतरिक्ष का एक मुड़ा हुआ संस्करण है।

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत में, बिंदुओं को जोड़ा जा सकता है समानांतर दुनिया. भौतिकी में स्थापित नियम ब्रह्मांडों के बीच संक्रमण की संभावना की आशा देते हैं। वहीं, गुरुत्वाकर्षण का क्वांटम सिद्धांत इसे ख़त्म कर देता है।

भौतिक विज्ञानी डेटा की होलोग्राफिक रिकॉर्डिंग के बारे में भी बात करते हैं, जब उन्हें किसी सतह पर रिकॉर्ड किया जाता है। भविष्य में, इससे ऊर्जा धागों के बारे में निर्णय को समझने को प्रोत्साहन मिलेगा। समय के आयामों की बहुलता और उसमें गति की संभावना के बारे में निर्णय हैं। परिकल्पना महा विस्फोट 2 शाखाओं के टकराने से चक्रों के दोहराव की संभावना का पता चलता है।

ब्रह्मांड, हर चीज़ के उद्भव और हर चीज़ के क्रमिक परिवर्तन ने हमेशा मानव जाति के उत्कृष्ट दिमाग पर कब्जा कर लिया है। नई खोजें हुई हैं, हैं और होंगी। स्ट्रिंग सिद्धांत की अंतिम व्याख्या से पदार्थ के घनत्व, ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक को निर्धारित करना संभव हो जाएगा।

इसके लिए धन्यवाद, वे विस्फोट के अगले क्षण और हर चीज की नई शुरुआत तक ब्रह्मांड के सिकुड़ने की क्षमता निर्धारित करेंगे। सिद्धांत विकसित होते हैं, सिद्ध होते हैं, और वे किसी न किसी चीज़ की ओर ले जाते हैं। इस प्रकार, आइंस्टीन का समीकरण, जो द्रव्यमान पर ऊर्जा की निर्भरता और प्रकाश की गति के वर्ग E=mc^2 का वर्णन करता है, बाद में उद्भव के लिए प्रेरणा बन गया परमाणु हथियार. इसके बाद लेजर और ट्रांजिस्टर का आविष्कार हुआ। आज हम नहीं जानते कि क्या उम्मीद करें, लेकिन इससे निश्चित तौर पर कुछ न कुछ हासिल होगा।

स्कूल में हमने सीखा कि पदार्थ परमाणुओं से बना है, और परमाणु नाभिकों से बने हैं जिनके चारों ओर इलेक्ट्रॉन घूमते हैं। ग्रह सूर्य के चारों ओर लगभग उसी तरह घूमते हैं, इसलिए हमारे लिए इसकी कल्पना करना आसान है। फिर परमाणु विभाजित हो गया प्राथमिक कण, और ब्रह्मांड की संरचना की कल्पना करना अधिक कठिन हो गया। कण पैमाने पर, विभिन्न नियम लागू होते हैं, और जीवन से सादृश्य खोजना हमेशा संभव नहीं होता है। भौतिक विज्ञान अमूर्त एवं भ्रमित करने वाला हो गया है।

लेकिन अगला कदमसैद्धांतिक भौतिकी ने वास्तविकता की भावना लौटा दी। स्ट्रिंग सिद्धांत ने दुनिया को उन शब्दों में वर्णित किया जो फिर से कल्पना योग्य हैं और इसलिए समझने और याद रखने में आसान हैं।

विषय अभी भी आसान नहीं है, तो चलिए क्रम से चलते हैं। सबसे पहले, आइए जानें कि सिद्धांत क्या है, फिर आइए यह समझने की कोशिश करें कि इसका आविष्कार क्यों किया गया था। और मिठाई के लिए, थोड़ा इतिहास; स्ट्रिंग सिद्धांत का एक छोटा इतिहास है, लेकिन दो क्रांतियों के साथ।

ब्रह्माण्ड ऊर्जा के कम्पायमान धागों से बना है

स्ट्रिंग सिद्धांत से पहले, प्राथमिक कणों को बिंदु माना जाता था - कुछ गुणों के साथ आयामहीन आकार। स्ट्रिंग सिद्धांत उन्हें ऊर्जा के धागे के रूप में वर्णित करता है जिनका एक आयाम होता है - लंबाई। ये एक आयामी धागे कहलाते हैं क्वांटम स्ट्रिंग्स.

सैद्धांतिक भौतिकी

सैद्धांतिक भौतिकी
के विपरीत, गणित का उपयोग करके दुनिया का वर्णन करता है प्रायोगिक भौतिकी. प्रथम सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी आइजैक न्यूटन (1642-1727) थे

एक कलाकार की नज़र से इलेक्ट्रॉनों, प्राथमिक कणों और क्वांटम स्ट्रिंग के साथ एक परमाणु का नाभिक। टुकड़ा दस्तावेजी फिल्म"सुरुचिपूर्ण ब्रह्मांड"

क्वांटम तार बहुत छोटे होते हैं, उनकी लंबाई लगभग 10 -33 सेमी होती है, यह लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर पर टकराने वाले प्रोटॉन से एक करोड़ अरब गुना छोटी होती है। तारों के साथ ऐसे प्रयोगों के लिए आकाशगंगा के आकार के त्वरक के निर्माण की आवश्यकता होगी। हमें अभी तक स्ट्रिंग्स का पता लगाने का कोई तरीका नहीं मिला है, लेकिन गणित की बदौलत हम उनके कुछ गुणों का अनुमान लगा सकते हैं।

क्वांटम तार खुले और बंद होते हैं. खुले सिरे स्वतंत्र होते हैं, जबकि बंद सिरे एक-दूसरे के ऊपर बंद होते हैं, जिससे लूप बनते हैं। तारें लगातार "खुलती" और "बंद" होती रहती हैं, अन्य तारों से जुड़ती रहती हैं और छोटे तारों में टूटती रहती हैं।

क्वांटम तार खिंचे हुए हैं. अंतरिक्ष में तनाव ऊर्जा में अंतर के कारण होता है: बंद तारों के लिए बंद सिरों के बीच, खुले तारों के लिए - तारों के सिरों और शून्य के बीच। भौतिक विज्ञानी इस शून्य को झिल्ली शब्द से द्वि-आयामी आयामी फलक या ब्रैन कहते हैं।

सेंटीमीटर - न्यूनतम संभव आकारब्रह्मांड में वस्तु. इसे प्लैंक लंबाई कहा जाता है

हम क्वांटम स्ट्रिंग्स से बने हैं

क्वांटम तार कंपन करते हैं. ये बालालिका के तारों के कंपन के समान कंपन हैं, जिनमें समान तरंगें और न्यूनतम और अधिकतम की पूरी संख्या होती है। कंपन करते समय, एक क्वांटम स्ट्रिंग ध्वनि उत्पन्न नहीं करती है; प्राथमिक कणों के पैमाने पर ध्वनि कंपन संचारित करने के लिए कुछ भी नहीं है। यह स्वयं एक कण बन जाता है: यह एक आवृत्ति पर कंपन करता है - एक क्वार्क, दूसरे पर - एक ग्लूऑन, तीसरे पर - एक फोटॉन। इसलिए, क्वांटम स्ट्रिंग एक एकल भवन तत्व, ब्रह्मांड की एक "ईंट" है।

ब्रह्मांड को आम तौर पर अंतरिक्ष और सितारों के रूप में दर्शाया जाता है, लेकिन यह हमारा ग्रह भी है, और आप और मैं, और स्क्रीन पर पाठ, और जंगल में जामुन।

स्ट्रिंग कंपन का आरेख. किसी भी आवृत्ति पर सभी तरंगें समान होती हैं, उनकी संख्या पूर्णांक होती है: एक, दो और तीन

मॉस्को क्षेत्र, 2016। वहाँ बहुत सारी स्ट्रॉबेरी हैं - केवल अधिक मच्छर। वे भी तार से बने होते हैं।

और वहां कहीं जगह है. चलो अंतरिक्ष में वापस चलते हैं

तो, ब्रह्मांड के मूल में क्वांटम स्ट्रिंग्स हैं, ऊर्जा के एक-आयामी धागे जो कंपन करते हैं, आकार और आकृति बदलते हैं, और अन्य स्ट्रिंग्स के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान करते हैं। लेकिन इतना ही नहीं.

क्वांटम तार अंतरिक्ष में घूमते हैं. और स्ट्रिंग के पैमाने पर स्थान सिद्धांत का सबसे दिलचस्प हिस्सा है।

क्वांटम तार 11 आयामों में चलते हैं

थिओडोर कलुज़ा
(1885-1954)

यह सब अल्बर्ट आइंस्टीन के साथ शुरू हुआ। उनकी खोजों से पता चला कि समय सापेक्ष है और इसे अंतरिक्ष के साथ एक एकल अंतरिक्ष-समय सातत्य में एकजुट किया। आइंस्टीन के काम ने गुरुत्वाकर्षण, ग्रहों की गति और ब्लैक होल के निर्माण की व्याख्या की। इसके अलावा, उन्होंने अपने समकालीनों को नई खोज करने के लिए प्रेरित किया।

आइंस्टीन ने 1915-16 में सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के समीकरण प्रकाशित किए, और पहले से ही 1919 में, पोलिश गणितज्ञ थियोडोर कलुज़ा ने अपनी गणना को विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के सिद्धांत पर लागू करने का प्रयास किया। लेकिन सवाल उठता है: यदि आइंस्टीन का गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष समय के चार आयामों को मोड़ता है, तो विद्युत चुम्बकीय बल क्या मोड़ते हैं? आइंस्टीन में विश्वास मजबूत था, और कलुजा को इसमें कोई संदेह नहीं था कि उनके समीकरण विद्युत चुंबकत्व का वर्णन करेंगे। इसके बजाय, उन्होंने प्रस्तावित किया कि विद्युत चुम्बकीय बल एक अतिरिक्त, पांचवें आयाम को मोड़ रहे थे। आइंस्टीन को यह विचार पसंद आया, लेकिन सिद्धांत का प्रयोगों द्वारा परीक्षण नहीं किया गया और 1960 के दशक तक इसे भुला दिया गया।

अल्बर्ट आइंस्टीन (1879-1955)

थिओडोर कलुज़ा
(1885-1954)

थिओडोर कलुज़ा
(1885-1954)

अल्बर्ट आइंस्टीन
(1879-1955)

प्रथम स्ट्रिंग सिद्धांत समीकरणों ने अजीब परिणाम उत्पन्न किए। उनमें टैच्योन दिखाई दिए - नकारात्मक द्रव्यमान वाले कण जो गति करते थे तेज गतिस्वेता। यहीं पर कलुजा का ब्रह्मांड की बहुआयामीता का विचार काम आया। सच है, पाँच आयाम पर्याप्त नहीं थे, जैसे छह, सात या दस पर्याप्त नहीं थे। प्रथम स्ट्रिंग सिद्धांत का गणित केवल तभी समझ में आता है जब हमारे ब्रह्मांड में 26 आयाम हों! बाद के सिद्धांतों में दस पर्याप्त थे, लेकिन आधुनिक में उनमें से ग्यारह हैं - दस स्थानिक और समय।

लेकिन यदि हां, तो हम अतिरिक्त सात आयाम क्यों नहीं देखते? उत्तर सरल है - वे बहुत छोटे हैं। दूर से, एक त्रि-आयामी वस्तु सपाट दिखाई देगी: एक पानी का पाइप एक रिबन के रूप में दिखाई देगा, और गुब्बारा- चारो ओर। भले ही हम वस्तुओं को अन्य आयामों में देख सकें, हम उनकी बहुआयामीता पर विचार नहीं करेंगे। वैज्ञानिक इसे प्रभाव कहते हैं संघनन.

अतिरिक्त आयामों को अंतरिक्ष-समय के अगोचर रूप से छोटे रूपों में बदल दिया जाता है - उन्हें कैलाबी-यौ स्थान कहा जाता है। दूर से यह सपाट दिखता है।

हम सात अतिरिक्त आयामों को केवल गणितीय मॉडल के रूप में प्रस्तुत कर सकते हैं। ये ऐसी कल्पनाएँ हैं जो हमें ज्ञात स्थान और समय के गुणों पर बनी हैं। तीसरा आयाम जोड़ने से, दुनिया त्रि-आयामी हो जाती है और हम बाधा को पार कर सकते हैं। शायद, उसी सिद्धांत का उपयोग करते हुए, शेष सात आयामों को जोड़ना सही है - और फिर उनका उपयोग करके आप अंतरिक्ष-समय के चारों ओर घूम सकते हैं और किसी भी समय किसी भी ब्रह्मांड में किसी भी बिंदु पर पहुंच सकते हैं।

स्ट्रिंग सिद्धांत के पहले संस्करण - बोसोनिक के अनुसार ब्रह्मांड में माप। अब यह अप्रासंगिक माना जाने लगा है

एक रेखा का केवल एक ही आयाम होता है - लंबाई

एक गुब्बारा त्रि-आयामी होता है और इसका तीसरा आयाम होता है- ऊंचाई। लेकिन द्वि-आयामी मनुष्य के लिए यह एक रेखा की तरह दिखता है

जिस प्रकार एक द्वि-आयामी मनुष्य बहुआयामीता की कल्पना नहीं कर सकता, उसी प्रकार हम ब्रह्मांड के सभी आयामों की कल्पना नहीं कर सकते।

इस मॉडल के अनुसार, क्वांटम स्ट्रिंग्स हमेशा और हर जगह यात्रा करती हैं, जिसका अर्थ है कि वही स्ट्रिंग्स सभी संभावित ब्रह्मांडों के गुणों को उनके जन्म से लेकर समय के अंत तक एन्कोड करती हैं। दुर्भाग्य से, हमारा गुब्बारा सपाट है। हमारी दुनिया अंतरिक्ष-समय के दृश्यमान तराजू पर ग्यारह-आयामी ब्रह्मांड का केवल एक चार-आयामी प्रक्षेपण है, और हम तारों का पालन नहीं कर सकते हैं।

किसी दिन हम बिग बैंग देखेंगे

किसी दिन हम अपने ब्रह्मांड में स्ट्रिंग कंपन की आवृत्ति और अतिरिक्त आयामों के संगठन की गणना करेंगे। तब हम इसके बारे में पूरी तरह से सब कुछ सीखेंगे और बिग बैंग देख पाएंगे या अल्फा सेंटॉरी के लिए उड़ान भर पाएंगे। लेकिन अभी के लिए यह असंभव है - गणना में किस पर भरोसा करना है, इसका कोई संकेत नहीं है, और आप केवल बलपूर्वक आवश्यक संख्याएँ पा सकते हैं। गणितज्ञों ने गणना की है कि क्रमबद्ध करने के लिए 10,500 विकल्प होंगे। सिद्धांत एक मृत अंत तक पहुँच गया है.

फिर भी स्ट्रिंग सिद्धांत अभी भी ब्रह्मांड की प्रकृति को समझाने में सक्षम है। ऐसा करने के लिए, इसे अन्य सभी सिद्धांतों को जोड़ना होगा, हर चीज़ का सिद्धांत बनना होगा।

स्ट्रिंग सिद्धांत हर चीज़ का सिद्धांत बन जाएगा। शायद

20वीं सदी के उत्तरार्ध में, भौतिकविदों ने ब्रह्मांड की प्रकृति के बारे में कई मौलिक सिद्धांतों की पुष्टि की। ऐसा लग रहा था कि थोड़ा और हम सब कुछ समझ जायेंगे। हालाँकि, मुख्य समस्या अभी तक हल नहीं हुई है: सिद्धांत व्यक्तिगत रूप से बहुत अच्छा काम करते हैं, लेकिन समग्र तस्वीर प्रदान नहीं करते हैं।

दो मुख्य सिद्धांत हैं: सापेक्षता सिद्धांत और क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत।

कैलाबी-यौ स्थानों में 11 आयामों को व्यवस्थित करने के विकल्प - सभी संभावित ब्रह्मांडों के लिए पर्याप्त। तुलना के लिए, ब्रह्मांड के अवलोकन योग्य भाग में परमाणुओं की संख्या लगभग 1080 है

सभी संभावित ब्रह्मांडों के लिए कैलाबी-यौ स्थानों को व्यवस्थित करने के लिए पर्याप्त विकल्प हैं। तुलना के लिए, अवलोकनीय ब्रह्मांड में परमाणुओं की संख्या लगभग 1080 है

सापेक्षता के सिद्धांत
ग्रहों और तारों के बीच गुरुत्वाकर्षण संपर्क का वर्णन किया और ब्लैक होल की घटना को समझाया। यह दृश्य और तार्किक दुनिया की भौतिकी है।

आइंस्टीन के अंतरिक्ष-समय में पृथ्वी और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण संपर्क का मॉडल

क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत
प्राथमिक कणों के प्रकार निर्धारित किए और उनके बीच 3 प्रकार की बातचीत का वर्णन किया: मजबूत, कमजोर और विद्युत चुम्बकीय। यह अराजकता की भौतिकी है.

एक कलाकार की नज़र से क्वांटम दुनिया। MiShorts वेबसाइट से वीडियो

न्यूट्रिनो के लिए द्रव्यमान के योग को क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत कहा जाता है मानक मॉडल. यह क्वांटम स्तर पर ब्रह्मांड की संरचना का मूल सिद्धांत है। प्रयोगों में सिद्धांत की अधिकांश भविष्यवाणियों की पुष्टि की जाती है।

मानक मॉडल सभी कणों को फ़र्मियन और बोसोन में विभाजित करता है। फ़र्मिअन पदार्थ बनाते हैं - इस समूह में क्वार्क और इलेक्ट्रॉन जैसे सभी अवलोकनीय कण शामिल हैं। बोसोन वे ताकतें हैं जो फोटॉन और ग्लूऑन जैसे फर्मिऑन की परस्पर क्रिया के लिए जिम्मेदार हैं। दो दर्जन कण पहले से ही ज्ञात हैं, और वैज्ञानिक नए कणों की खोज जारी रखते हैं।

यह मानना ​​तर्कसंगत है कि गुरुत्वाकर्षण संपर्क भी इसके बोसॉन द्वारा प्रसारित होता है। उन्हें यह अभी तक नहीं मिला है, लेकिन उन्होंने इसके गुणों का वर्णन किया और एक नाम दिया - गुरुत्वाकर्षण.

लेकिन सिद्धांतों को एकजुट करना असंभव है। मानक मॉडल के अनुसार, प्राथमिक कण आयामहीन बिंदु होते हैं जो शून्य दूरी पर परस्पर क्रिया करते हैं। यदि इस नियम को गुरुत्वाकर्षण पर लागू किया जाता है, तो समीकरण अनंत परिणाम देते हैं, जो उन्हें अर्थहीन बना देता है। यह सिर्फ विरोधाभासों में से एक है, लेकिन यह अच्छी तरह से दर्शाता है कि एक भौतिकी दूसरे से कितनी दूर है।

इसलिए वैज्ञानिक तलाश कर रहे हैं वैकल्पिक सिद्धांत, सभी सिद्धांतों को एक में जोड़ने में सक्षम। इस सिद्धांत को एकीकृत क्षेत्र सिद्धांत कहा गया, या हर चीज़ का सिद्धांत.

फरमिओन्स
डार्क मैटर को छोड़कर सभी प्रकार के पदार्थ बनाते हैं

बोसॉनों
फर्मियनों के बीच ऊर्जा का स्थानांतरण

स्ट्रिंग सिद्धांत वैज्ञानिक जगत को एकजुट कर सकता है

इस भूमिका में स्ट्रिंग सिद्धांत दूसरों की तुलना में अधिक आकर्षक लगता है, क्योंकि यह मुख्य विरोधाभास को तुरंत हल कर देता है। क्वांटम तार कंपन करते हैं ताकि उनके बीच की दूरी शून्य से अधिक हो, और गुरुत्वाकर्षण के लिए असंभव गणना परिणामों से बचा जा सके। और ग्रेविटॉन स्वयं स्ट्रिंग्स की अवधारणा में अच्छी तरह फिट बैठता है।

लेकिन स्ट्रिंग सिद्धांत प्रयोगों द्वारा सिद्ध नहीं हुआ है, इसकी उपलब्धियाँ कागज़ पर ही रह गई हैं। इससे भी अधिक आश्चर्य की बात यह है कि इसे 40 वर्षों में छोड़ा नहीं गया है - इसकी क्षमता इतनी महान है। यह समझने के लिए कि ऐसा क्यों होता है, आइए पीछे मुड़कर देखें कि यह कैसे विकसित हुआ।

स्ट्रिंग सिद्धांत दो क्रांतियों से गुज़रा है

गेब्रियल वेनेज़ियानो
(जन्म 1942)

सबसे पहले, स्ट्रिंग सिद्धांत को भौतिकी के एकीकरण के लिए बिल्कुल भी दावेदार नहीं माना गया था। यह दुर्घटनावश खोजा गया था। 1968 में, युवा सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी गैब्रिएल वेनेज़ियानो ने परमाणु नाभिक के अंदर मजबूत अंतःक्रियाओं का अध्ययन किया। अप्रत्याशित रूप से, उन्हें पता चला कि उन्हें यूलर के बीटा फ़ंक्शन द्वारा अच्छी तरह से वर्णित किया गया था, जो समीकरणों का एक सेट था जिसे स्विस गणितज्ञ लियोनहार्ड यूलर ने 200 साल पहले संकलित किया था। यह अजीब था: उन दिनों परमाणु को अविभाज्य माना जाता था, और यूलर का कार्य विशेष रूप से हल किया गया था गणित की समस्याओं. किसी को समझ नहीं आया कि समीकरण क्यों काम करते हैं, लेकिन उनका सक्रिय रूप से उपयोग किया गया।

यूलर के बीटा फ़ंक्शन का भौतिक अर्थ दो साल बाद स्पष्ट किया गया। तीन भौतिकविदों, योइचिरो नंबू, होल्गर नील्सन और लियोनार्ड सुस्किंड ने सुझाव दिया कि प्राथमिक कण बिंदु नहीं, बल्कि एक आयामी कंपन करने वाले तार हो सकते हैं। ऐसी वस्तुओं के लिए मजबूत अंतःक्रिया को यूलर समीकरणों द्वारा आदर्श रूप से वर्णित किया गया था। स्ट्रिंग सिद्धांत के पहले संस्करण को बोसोनिक कहा जाता था, क्योंकि इसमें पदार्थ की अंतःक्रियाओं के लिए जिम्मेदार बोसॉन की स्ट्रिंग प्रकृति का वर्णन किया गया था, और उन फ़र्मियनों की चिंता नहीं की गई थी जिनसे पदार्थ बनता है।

सिद्धांत कच्चा था. इसमें टैचियन शामिल थे, और मुख्य भविष्यवाणियाँ प्रयोगात्मक परिणामों का खंडन करती थीं। और यद्यपि कलुज़ा बहुआयामीता का उपयोग करके टैचियन से छुटकारा पाना संभव था, स्ट्रिंग सिद्धांत ने जड़ें नहीं जमाईं।

• गेब्रियल वेनेज़ियानो
• योइचिरो नंबू
• होल्गर नील्सन
• लियोनार्ड सुस्किंड
• जॉन श्वार्ट्ज
• माइकल ग्रीन
• एडवर्ड विटेन

• गेब्रियल वेनेज़ियानो
• योइचिरो नंबू
• होल्गर नील्सन
• लियोनार्ड सुस्किंड
• जॉन श्वार्ट्ज
• माइकल ग्रीन
• एडवर्ड विटेन

लेकिन इस सिद्धांत के अभी भी वफादार समर्थक हैं। 1971 में, पियरे रेमन ने स्ट्रिंग सिद्धांत में फर्मियन को जोड़ा, जिससे आयामों की संख्या 26 से घटाकर दस हो गई। इससे शुरुआत हुई सुपरसिममेट्री सिद्धांत.

इसमें कहा गया कि प्रत्येक फर्मियन का अपना बोसोन होता है, जिसका अर्थ है कि पदार्थ और ऊर्जा सममित हैं। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि अवलोकन योग्य ब्रह्मांड असममित है, रेमन ने कहा, ऐसी स्थितियां हैं जिनके तहत समरूपता अभी भी देखी जाती है। और यदि, स्ट्रिंग सिद्धांत के अनुसार, फ़र्मियन और बोसोन एक ही वस्तु द्वारा एन्कोड किए गए हैं, तो इन स्थितियों के तहत पदार्थ को ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है, और इसके विपरीत। स्ट्रिंग्स के इस गुण को सुपरसिमेट्री कहा गया और स्ट्रिंग सिद्धांत को ही सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत कहा गया।

1974 में, जॉन श्वार्ट्ज और जोएल शेर्क ने पाया कि तारों के कुछ गुण गुरुत्वाकर्षण के कथित वाहक, ग्रेविटॉन के गुणों से उल्लेखनीय रूप से मेल खाते हैं। उसी क्षण से, सिद्धांत गंभीरता से सामान्यीकरण का दावा करने लगा।

अंतरिक्ष-समय के आयाम पहले सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत में थे

"स्ट्रिंग सिद्धांत की गणितीय संरचना इतनी सुंदर है और इसमें इतने अद्भुत गुण हैं कि यह निश्चित रूप से किसी गहरी बात की ओर इशारा करता है।"

पहली सुपरस्ट्रिंग क्रांति 1984 में हुआ. जॉन श्वार्ट्ज और माइकल ग्रीन ने एक गणितीय मॉडल प्रस्तुत किया जिससे पता चला कि स्ट्रिंग सिद्धांत और मानक मॉडल के बीच कई विरोधाभासों को हल किया जा सकता है। नए समीकरणों ने सिद्धांत को सभी प्रकार के पदार्थ और ऊर्जा से भी जोड़ा। वैज्ञानिक दुनिया बुखार की चपेट में थी - भौतिकविदों ने अपना शोध छोड़ दिया और स्ट्रिंग्स का अध्ययन करना शुरू कर दिया।

1984 से 1986 तक स्ट्रिंग सिद्धांत पर एक हजार से अधिक शोधपत्र लिखे गये। उन्होंने दिखाया कि मानक मॉडल और गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत के कई प्रावधान, जिन्हें वर्षों से एक साथ जोड़ा गया था, सहज रूप मेंस्ट्रिंग भौतिकी से अनुसरण करें। शोध ने वैज्ञानिकों को आश्वस्त किया है कि एक एकीकृत सिद्धांत निकट ही है।

"जिस क्षण आपको स्ट्रिंग सिद्धांत से परिचित कराया जाता है और यह महसूस होता है कि पिछली शताब्दी के भौतिकी में लगभग सभी प्रमुख प्रगति इतनी भव्यता के साथ प्रवाहित हुई हैं - इतने सरल प्रारंभिक बिंदु से स्पष्ट रूप से इस सिद्धांत की अविश्वसनीय शक्ति का प्रदर्शन होता है।"

लेकिन स्ट्रिंग सिद्धांत को अपने रहस्य उजागर करने की कोई जल्दी नहीं थी। सुलझी हुई समस्याओं के स्थान पर नई समस्याएँ उत्पन्न हो गईं। वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि एक नहीं, बल्कि पांच सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत हैं। उनमें तार थे अलग - अलग प्रकारसुपरसिमेट्री, और यह जानने का कोई तरीका नहीं था कि कौन सा सिद्धांत सही था।

गणितीय तरीकेउनकी अपनी सीमाएं थीं. भौतिक विज्ञानी जटिल समीकरणों के आदी हैं जो सटीक परिणाम नहीं देते हैं, लेकिन स्ट्रिंग सिद्धांत के लिए सटीक समीकरण लिखना भी संभव नहीं था। और अनुमानित समीकरणों के अनुमानित परिणाम उत्तर नहीं देते। यह स्पष्ट हो गया कि सिद्धांत का अध्ययन करने के लिए नए गणित की आवश्यकता है, लेकिन कोई नहीं जानता था कि यह किस प्रकार का गणित होगा। वैज्ञानिकों का उत्साह कम हो गया है.

दूसरी सुपरस्ट्रिंग क्रांति 1995 में गरजा. दक्षिणी कैलिफ़ोर्निया में स्ट्रिंग थ्योरी सम्मेलन में एडवर्ड विटन के भाषण से गतिरोध समाप्त हो गया। विटन ने दिखाया कि सभी पाँच सिद्धांत सुपरस्ट्रिंग के एक, अधिक सामान्य सिद्धांत के विशेष मामले हैं, जिसमें दस आयाम नहीं, बल्कि ग्यारह हैं। विटन ने एकीकृत सिद्धांत को एम-सिद्धांत, या सभी सिद्धांतों की जननी कहा है अंग्रेजी शब्दमाँ।

लेकिन कुछ और भी अधिक महत्वपूर्ण था. विटन के एम-सिद्धांत ने सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत में गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव को इतनी अच्छी तरह से वर्णित किया कि इसे गुरुत्वाकर्षण का सुपरसिमेट्रिक सिद्धांत कहा गया, या अतिगुरुत्वाकर्षण सिद्धांत. इससे वैज्ञानिकों को प्रोत्साहन मिला और वैज्ञानिक पत्रिकाएँ फिर से स्ट्रिंग भौतिकी पर प्रकाशनों से भर गईं।

अंतरिक्ष-समय माप में आधुनिक सिद्धांतसुपरस्ट्रिंग्स

“स्ट्रिंग सिद्धांत इक्कीसवीं सदी के भौतिकी का एक हिस्सा है जो गलती से बीसवीं सदी में आ गया। इसे पूरी तरह से विकसित और समझने में दशकों या सदियाँ भी लग सकती हैं।"

इस क्रांति की गूँज आज भी सुनी जा सकती है। लेकिन वैज्ञानिकों की तमाम कोशिशों के बावजूद स्ट्रिंग थ्योरी में जवाब से ज्यादा सवाल हैं। आधुनिक विज्ञान एक बहुआयामी ब्रह्मांड के मॉडल बनाने की कोशिश कर रहा है और अंतरिक्ष की झिल्लियों के रूप में आयामों का अध्ययन कर रहा है। उन्हें ब्रैन्स कहा जाता है - क्या आपको वह शून्य याद है जिसके आर-पार खुले तार फैले हुए हैं? यह माना जाता है कि तार स्वयं दो- या तीन-आयामी हो सकते हैं। वे एक नए 12-आयामी मौलिक सिद्धांत के बारे में भी बात करते हैं - एफ-सिद्धांत, सभी सिद्धांतों का जनक, पिता शब्द से। स्ट्रिंग सिद्धांत का इतिहास अभी ख़त्म नहीं हुआ है।

स्ट्रिंग सिद्धांत अभी तक सिद्ध नहीं हुआ है, लेकिन इसका खंडन भी नहीं किया गया है।

सिद्धांत के साथ मुख्य समस्या प्रत्यक्ष प्रमाण की कमी है। हां, अन्य सिद्धांत इससे अनुसरण करते हैं, वैज्ञानिक 2 और 2 जोड़ते हैं, और यह 4 निकलता है। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि चार में दो शामिल हैं। लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर के प्रयोगों ने अभी तक सुपरसिममेट्री की खोज नहीं की है, जो ब्रह्मांड के एकीकृत संरचनात्मक आधार की पुष्टि करेगी और स्ट्रिंग भौतिकी के समर्थकों के हाथों में काम करेगी। लेकिन इनकार भी नहीं है. इसलिए, स्ट्रिंग सिद्धांत का सुंदर गणित वैज्ञानिकों के दिमाग को उत्साहित करता रहता है, जो ब्रह्मांड के सभी रहस्यों के समाधान का वादा करता है।

जब स्ट्रिंग सिद्धांत के बारे में बात की जाती है, तो कोई भी कोलंबिया विश्वविद्यालय के प्रोफेसर और सिद्धांत के अथक लोकप्रिय ब्रायन ग्रीन का उल्लेख करने से नहीं चूक सकता। ग्रीन व्याख्यान देते हैं और टेलीविजन पर दिखाई देते हैं। 2000 में उनकी पुस्तक "एलिगेंट यूनिवर्स" प्रकाशित हुई। सुपरस्ट्रिंग्स, हिडन डाइमेंशन्स, और द सर्च फॉर द अल्टीमेट थ्योरी" पुलित्जर पुरस्कार के लिए फाइनलिस्ट थी। 2011 में, उन्होंने द बिग बैंग थ्योरी के एपिसोड 83 में खुद की भूमिका निभाई। 2013 में उन्होंने मास्को का दौरा किया पॉलिटेक्निक संस्थानऔर लेंटा-आरयू को एक साक्षात्कार दिया

यदि आप स्ट्रिंग थ्योरी में विशेषज्ञ नहीं बनना चाहते हैं, लेकिन यह समझना चाहते हैं कि आप किस तरह की दुनिया में रहते हैं, तो इस चीट शीट को याद रखें:

1. ब्रह्मांड ऊर्जा के धागों-क्वांटम तारों-से बना है जो तारों की तरह कंपन करते हैं संगीत वाद्ययंत्र. विभिन्न कंपन आवृत्तियाँ तारों को विभिन्न कणों में बदल देती हैं।
2. तारों के सिरे स्वतंत्र हो सकते हैं, या वे एक-दूसरे के ऊपर बंद हो सकते हैं, जिससे लूप बन सकते हैं। तार लगातार बंद हो रहे हैं, खुल रहे हैं और अन्य तारों के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान कर रहे हैं।
3. 11-आयामी ब्रह्मांड में क्वांटम स्ट्रिंग मौजूद हैं। अतिरिक्त 7 आयामों को अंतरिक्ष-समय के मायावी छोटे रूपों में बदल दिया गया है, इसलिए हम उन्हें नहीं देख पाते हैं। इसे आयाम संघनन कहा जाता है।
4. यदि हमें ठीक से पता होता कि हमारे ब्रह्मांड के आयाम किस प्रकार मुड़े हुए हैं, तो हम समय के माध्यम से और अन्य सितारों तक यात्रा करने में सक्षम हो सकते हैं। लेकिन यह अभी संभव नहीं है - अभी बहुत सारे विकल्प मौजूद हैं। सभी संभावित ब्रह्मांडों के लिए उनमें से पर्याप्त होंगे।
5. स्ट्रिंग सिद्धांत सभी भौतिक सिद्धांतों को एकजुट कर सकता है और ब्रह्मांड के रहस्यों को हमारे सामने प्रकट कर सकता है - इसके लिए सभी आवश्यक शर्तें हैं। लेकिन अभी तक कोई सबूत नहीं है.
6. अन्य खोजें तार्किक रूप से स्ट्रिंग सिद्धांत का अनुसरण करती हैं आधुनिक विज्ञान. दुर्भाग्य से, यह कुछ भी साबित नहीं करता है.
7. स्ट्रिंग सिद्धांत दो सुपरस्ट्रिंग क्रांतियों और कई वर्षों के विस्मरण से बच गया है। कुछ वैज्ञानिक इसे विज्ञान कथा मानते हैं, दूसरों का मानना ​​है कि नई तकनीकें इसे साबित करने में मदद करेंगी।
8. सबसे महत्वपूर्ण बात: यदि आप अपने दोस्तों को स्ट्रिंग सिद्धांत के बारे में बताने की योजना बना रहे हैं, तो सुनिश्चित करें कि उनमें से कोई भौतिक विज्ञानी नहीं है - आप समय और परेशानी बचाएंगे। और आप पॉलिटेक्निक में ब्रायन ग्रीन की तरह दिखेंगे:

क्या आपने कभी सोचा है कि ब्रह्मांड एक सेलो की तरह है? यह सही है - वह नहीं आई। क्योंकि ब्रह्मांड सेलो की तरह नहीं है. लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि इसमें तार नहीं हैं।

बेशक, ब्रह्मांड के तार शायद ही उन लोगों के समान हैं जिनकी हम कल्पना करते हैं। स्ट्रिंग सिद्धांत में, वे ऊर्जा के अविश्वसनीय रूप से छोटे कंपन करने वाले धागे हैं। ये धागे छोटे "इलास्टिक बैंड" की तरह होते हैं, जो हर तरह से हिलने, खिंचने और संपीड़ित होने में सक्षम होते हैं।
. हालाँकि, इन सबका मतलब यह नहीं है कि उन पर ब्रह्मांड की सिम्फनी को "बजाना" असंभव है, क्योंकि, स्ट्रिंग सिद्धांतकारों के अनुसार, जो कुछ भी मौजूद है वह इन "धागों" से बना है।

भौतिकी में एक विरोधाभास.
19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, भौतिकविदों को यह लगने लगा कि अब उनके विज्ञान में कुछ भी गंभीर नहीं खोजा जा सकता है। शास्त्रीय भौतिकी ऐसा मानती थी गंभीर समस्याएँइसमें कुछ भी नहीं बचा था, और दुनिया की पूरी संरचना एक पूरी तरह से विनियमित और पूर्वानुमानित मशीन की तरह दिखती थी। परेशानी, हमेशा की तरह, बकवास के कारण हुई - छोटे "बादलों" में से एक जो अभी भी विज्ञान के स्पष्ट, समझने योग्य आकाश में बना हुआ है। अर्थात्, एक बिल्कुल काले शरीर की विकिरण ऊर्जा की गणना करते समय (एक काल्पनिक शरीर, जो किसी भी तापमान पर, तरंग दैर्ध्य की परवाह किए बिना, उस पर आपतित विकिरण को पूरी तरह से अवशोषित कर लेता है - एनएस। गणना से पता चला है कि किसी भी बिल्कुल काले शरीर की कुल विकिरण ऊर्जा होनी चाहिए ऐसी स्पष्ट असावधानी से बचने के लिए, 1900 में जर्मन वैज्ञानिक मैक्स प्लैंक ने यह सुझाव दिया था दृश्यमान प्रकाश, एक्स-रे और अन्य विद्युत चुम्बकीय तरंगेंकेवल ऊर्जा के कुछ अलग-अलग हिस्सों द्वारा ही उत्सर्जित किया जा सकता है, जिसे उन्होंने क्वांटा कहा है। उनकी मदद से बिल्कुल काले शरीर की विशेष समस्या का समाधान संभव हो सका। हालाँकि, नियतिवाद के लिए क्वांटम परिकल्पना के परिणामों को अभी तक महसूस नहीं किया गया था। 1926 तक, एक अन्य जर्मन वैज्ञानिक, वर्नर हाइजेनबर्ग ने इसे तैयार किया प्रसिद्ध सिद्धांतअनिश्चितता.

इसका सार इस तथ्य पर उबलता है कि, पहले से प्रचलित सभी कथनों के विपरीत, प्रकृति भौतिक नियमों के आधार पर भविष्य की भविष्यवाणी करने की हमारी क्षमता को सीमित करती है। बेशक, हम उपपरमाण्विक कणों के भविष्य और वर्तमान के बारे में बात कर रहे हैं। यह पता चला कि वे हमारे आस-पास के स्थूल जगत में किसी भी चीज़ की तुलना में पूरी तरह से अलग व्यवहार करते हैं। उपपरमाण्विक स्तर पर, अंतरिक्ष का ताना-बाना असमान और अराजक हो जाता है। छोटे कणों की दुनिया इतनी अशांत और समझ से परे है कि यह सामान्य ज्ञान की अवहेलना करती है। अंतरिक्ष और समय इसमें इतने गुंथे हुए और गुंथे हुए हैं कि बाएँ और दाएँ, ऊपर और नीचे, यहाँ तक कि पहले और बाद की कोई सामान्य अवधारणाएँ नहीं हैं। यह निश्चित रूप से कहने का कोई तरीका नहीं है कि अंतरिक्ष में वास्तव में कोई बिंदु कहाँ स्थित है। इस समययह या वह कण, और इसका कोणीय संवेग क्या है। अंतरिक्ष-समय के कई क्षेत्रों में एक कण पाए जाने की केवल एक निश्चित संभावना है। उपपरमाण्विक स्तर पर कण पूरे अंतरिक्ष में "फैले हुए" प्रतीत होते हैं। इतना ही नहीं, बल्कि कणों की "स्थिति" भी परिभाषित नहीं है: कुछ मामलों में वे तरंगों की तरह व्यवहार करते हैं, दूसरों में वे कणों के गुणों को प्रदर्शित करते हैं। इसे ही भौतिकशास्त्री क्वांटम यांत्रिकी का तरंग-कण द्वंद्व कहते हैं।

सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में, मानो विपरीत कानूनों वाली स्थिति में स्थिति मौलिक रूप से भिन्न होती है। अंतरिक्ष एक ट्रैंपोलिन की तरह प्रतीत होता है - एक चिकना कपड़ा जिसे द्रव्यमान वाली वस्तुओं द्वारा मोड़ा और खींचा जा सकता है। वे अंतरिक्ष-समय में ताना-बाना बनाते हैं - जिसे हम गुरुत्वाकर्षण के रूप में अनुभव करते हैं। कहने की जरूरत नहीं है, सापेक्षता का सामंजस्यपूर्ण, सही और पूर्वानुमानित सामान्य सिद्धांत "क्रेजी हूलिगन" - क्वांटम यांत्रिकी के साथ एक अघुलनशील संघर्ष में है, और, परिणामस्वरूप, मैक्रोवर्ल्ड माइक्रोवर्ल्ड के साथ "शांति नहीं बना सकता"। यहीं पर स्ट्रिंग सिद्धांत बचाव के लिए आता है।

हर चीज़ का सिद्धांत.
स्ट्रिंग सिद्धांत क्वांटम यांत्रिकी और क्वांटम यांत्रिकी के दो मौलिक विरोधाभासी सिद्धांतों को एकजुट करने के सभी भौतिकविदों के सपने का प्रतीक है, एक सपना जिसने महानतम "जिप्सी और ट्रम्प" अल्बर्ट आइंस्टीन को उनके दिनों के अंत तक परेशान किया।

कई वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि आकाशगंगाओं के उत्कृष्ट नृत्य से लेकर उप-परमाणु कणों के पागल नृत्य तक सब कुछ अंततः केवल एक मौलिक द्वारा समझाया जा सकता है भौतिक सिद्धांत. शायद एक भी कानून जो सभी प्रकार की ऊर्जा, कणों और अंतःक्रियाओं को किसी सुरुचिपूर्ण सूत्र में जोड़ता है।

ओटो ब्रह्मांड की सबसे प्रसिद्ध शक्तियों में से एक - गुरुत्वाकर्षण का वर्णन करता है। क्वांटम यांत्रिकी तीन अन्य बलों का वर्णन करती है: मजबूत परमाणु बल, जो परमाणुओं में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ चिपका देता है, विद्युत चुंबकत्व, और कमजोर बल, जो शामिल है रेडियोधर्मी क्षय. ब्रह्मांड में कोई भी घटना, परमाणु के आयनीकरण से लेकर तारे के जन्म तक, इन चार बलों के माध्यम से पदार्थ की परस्पर क्रिया द्वारा वर्णित है। सबसे जटिल गणित की मदद से, यह दिखाना संभव था कि विद्युत चुम्बकीय और कमजोर इंटरैक्शन की एक सामान्य प्रकृति होती है, उन्हें एक एकल इलेक्ट्रोवेक इंटरैक्शन में संयोजित किया जाता है। इसके बाद, उनमें मजबूत परमाणु संपर्क जोड़ा गया - लेकिन गुरुत्वाकर्षण उनमें किसी भी तरह से शामिल नहीं होता है। स्ट्रिंग सिद्धांत सभी चार बलों को जोड़ने के लिए सबसे गंभीर उम्मीदवारों में से एक है, और इसलिए, ब्रह्मांड में सभी घटनाओं को शामिल करता है - यह कुछ भी नहीं है कि इसे "हर चीज का सिद्धांत" भी कहा जाता है।

शुरुआत में एक मिथक था.
अब तक, सभी भौतिक विज्ञानी स्ट्रिंग सिद्धांत से प्रसन्न नहीं हैं। और अपनी उपस्थिति के भोर में, यह वास्तविकता से बहुत दूर लग रहा था। उनका जन्म ही एक किंवदंती है।

1960 के दशक के उत्तरार्ध में, युवा इतालवी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी गैब्रिएल वेनेज़ियानो ने ऐसे समीकरणों की खोज की जो मजबूत परमाणु बल की व्याख्या कर सकें - बेहद शक्तिशाली "गोंद" जो परमाणुओं के नाभिक को एक साथ रखता है, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ बांधता है। किंवदंती के अनुसार, एक बार अचानक उनकी नजर गणित के इतिहास पर एक धूल भरी किताब पर पड़ी, जिसमें उन्हें दो सौ साल पुराना समीकरण मिला, जिसे सबसे पहले स्विस गणितज्ञ लियोनहार्ड यूलर ने लिखा था। वेनेज़ियानो के आश्चर्य की कल्पना करें जब उसने यूलर के समीकरण की खोज की, जो कब कामाना जाता है कि यह गणितीय जिज्ञासा से अधिक कुछ नहीं है, जो इस मजबूत अंतःक्रिया का वर्णन करता है।

यह वास्तव में कैसा था? समीकरण शायद परिणाम था कई सालवेनेज़ियानो के काम और संयोग ने ही स्ट्रिंग सिद्धांत की खोज की दिशा में पहला कदम उठाने में मदद की। यूलर के समीकरण, जिसने चमत्कारिक ढंग से मजबूत बल की व्याख्या की, ने नया जीवन प्राप्त किया।

अंत में, इसने युवा अमेरिकी भौतिक विज्ञानी और सिद्धांतकार लियोनार्ड सुस्किंड का ध्यान आकर्षित किया, जिन्होंने देखा कि, सबसे पहले, सूत्र ने उन कणों का वर्णन किया था जो नहीं थे आंतरिक संरचनाऔर कंपन कर सकता है. इन कणों का व्यवहार इस प्रकार था कि वे केवल बिंदु कण नहीं हो सकते थे। सुस्किंड ने समझा - सूत्र एक धागे का वर्णन करता है जो एक इलास्टिक बैंड की तरह है। वह न केवल खिंच और सिकुड़ सकती थी, बल्कि दोलन और छटपटाहट भी कर सकती थी। अपनी खोज का वर्णन करने के बाद, सुस्किंड ने स्ट्रिंग्स का क्रांतिकारी विचार पेश किया।

दुर्भाग्य से, उनके सहकर्मियों के भारी बहुमत ने इस सिद्धांत का बहुत ठंडे दिमाग से स्वागत किया।

मानक मॉडल.
उस समय, पारंपरिक विज्ञान कणों को तारों के बजाय बिंदुओं के रूप में प्रस्तुत करता था। वर्षों से, भौतिकविदों ने उपपरमाण्विक कणों को एक साथ तोड़कर उनके व्यवहार का अध्ययन किया है। उच्च गतिऔर इन टकरावों के परिणामों का अध्ययन कर रहे हैं। यह पता चला कि ब्रह्मांड जितना सोचा जा सकता है उससे कहीं अधिक समृद्ध है। यह प्राथमिक कणों का वास्तविक "जनसंख्या विस्फोट" था। भौतिकी स्नातक छात्र गलियारों में चिल्लाते हुए दौड़े कि उन्होंने एक नया कण खोजा है - उन्हें नामित करने के लिए पर्याप्त अक्षर भी नहीं थे।

लेकिन, अफ़सोस, "में प्रसूति अस्पताल“वैज्ञानिक नए कणों के सवाल का जवाब नहीं ढूंढ पाए हैं - उनमें से इतने सारे क्यों हैं और वे कहाँ से आते हैं?

इसने भौतिकविदों को एक असामान्य और चौंकाने वाली भविष्यवाणी करने के लिए प्रेरित किया - उन्हें एहसास हुआ कि प्रकृति में सक्रिय शक्तियों को कणों के संदर्भ में भी समझाया जा सकता है। अर्थात्, पदार्थ के कण हैं, और ऐसे कण हैं जो परस्पर क्रिया के वाहक हैं। उदाहरण के लिए, यह एक फोटॉन है - प्रकाश का एक कण। इनमें से जितने अधिक कण - वाहक - वही फोटॉन होते हैं जिनका पदार्थ के कणों द्वारा आदान-प्रदान होता है, प्रकाश उतना ही तेज होता है। वैज्ञानिकों ने भविष्यवाणी की है कि यह कणों - वाहकों - का आदान-प्रदान है जिसे हम बल के रूप में देखते हैं, उससे अधिक कुछ नहीं है। प्रयोगों द्वारा इसकी पुष्टि की गई। इस तरह भौतिक विज्ञानी आइंस्टीन के बलों को एकजुट करने के सपने के करीब पहुंचने में कामयाब रहे।

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि अगर हम बड़े धमाके के ठीक बाद की यात्रा करें, जब ब्रह्मांड खरबों डिग्री अधिक गर्म था, तो विद्युत चुंबकत्व और कमजोर बल वाले कण अप्रभेद्य हो जाएंगे और एक एकल बल में संयोजित हो जाएंगे, जिसे विद्युत कमजोर बल कहा जाता है। और अगर हम समय में और भी पीछे जाएं, तो इलेक्ट्रोवीक इंटरैक्शन मजबूत के साथ मिलकर एक कुल "सुपरफोर्स" में बदल जाएगा।

हालाँकि यह सब अभी भी सिद्ध होने की प्रतीक्षा में है, क्वांटम यांत्रिकी ने अचानक बताया कि कैसे चार में से तीन बल उपपरमाण्विक स्तर पर परस्पर क्रिया करते हैं। और उसने इसे खूबसूरती से और लगातार समझाया। अंतःक्रियाओं की यह सुसंगत तस्वीर अंततः मानक मॉडल के रूप में जानी जाने लगी। लेकिन अफसोस, इस आदर्श सिद्धांत में भी एक बात थी बड़ी समस्या- इसमें सबसे प्रसिद्ध मैक्रो-लेवल बल - गुरुत्वाकर्षण शामिल नहीं था।

ग्रेविटॉन।
स्ट्रिंग सिद्धांत के लिए, जिसके "खिलने" का समय नहीं था, "शरद ऋतु" आ गई है, इसमें अपने जन्म से ही बहुत सारी समस्याएं थीं; उदाहरण के लिए, सिद्धांत की गणना ने कणों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी, जो, जैसा कि जल्द ही स्थापित हो गया था, अस्तित्व में नहीं है। यह तथाकथित टैचियन है - एक कण जो प्रकाश की तुलना में निर्वात में तेजी से चलता है। अन्य बातों के अलावा, यह पता चला कि सिद्धांत को 10 आयामों की आवश्यकता है। इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि यह भौतिकविदों के लिए बहुत भ्रमित करने वाला रहा है, क्योंकि यह स्पष्ट रूप से जो हम देखते हैं उससे कहीं बड़ा है।

1973 तक, केवल कुछ युवा भौतिक विज्ञानी ही स्ट्रिंग सिद्धांत के रहस्यों से जूझ रहे थे। उनमें से एक अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी जॉन श्वार्ट्ज थे। चार साल तक श्वार्ट्ज ने बिगड़ते समीकरणों पर काबू पाने की कोशिश की, लेकिन कोई फायदा नहीं हुआ। अन्य समस्याओं के बीच, इनमें से एक समीकरण एक ऐसे रहस्यमय कण का वर्णन करने में कायम रहा जिसका कोई द्रव्यमान नहीं था और जिसे प्रकृति में नहीं देखा गया था।

वैज्ञानिक ने पहले ही अपने विनाशकारी व्यवसाय को छोड़ने का फैसला कर लिया था, और तभी उसे यह ख्याल आया - शायद स्ट्रिंग सिद्धांत के समीकरण भी गुरुत्वाकर्षण का वर्णन करते हैं? हालाँकि, इसमें सिद्धांत के मुख्य "नायकों" - स्ट्रिंग्स के आयामों का संशोधन शामिल था। यह सुझाव देकर कि स्ट्रिंग्स एक परमाणु से अरबों-अरबों गुना छोटी हैं, स्ट्रिंगर्स ने सिद्धांत की खामी को अपने लाभ में बदल दिया। जॉन श्वार्ट्ज ने जिस रहस्यमय कण से छुटकारा पाने की लगातार कोशिश की थी, वह अब ग्रेविटॉन के रूप में काम कर रहा है - एक ऐसा कण जिसकी लंबे समय से तलाश थी और जो गुरुत्वाकर्षण को क्वांटम स्तर पर स्थानांतरित करने की अनुमति देगा। इस प्रकार स्ट्रिंग सिद्धांत ने गुरुत्वाकर्षण के साथ पहेली को पूरा किया, जो मानक मॉडल में गायब था। लेकिन, अफ़सोस, इस खोज पर भी वैज्ञानिक समुदाय ने किसी भी तरह की प्रतिक्रिया नहीं दी। स्ट्रिंग सिद्धांत अस्तित्व के कगार पर रहा। लेकिन इसने श्वार्टज़ को नहीं रोका। केवल एक वैज्ञानिक उनकी खोज में शामिल होना चाहता था, जो रहस्यमय तारों की खातिर अपने करियर को जोखिम में डालने के लिए तैयार था - माइकल ग्रीन।

उपपरमाण्विक घोंसला बनाने वाली गुड़िया।
सब कुछ के बावजूद, 1980 के दशक की शुरुआत में, स्ट्रिंग सिद्धांत में अभी भी अघुलनशील विरोधाभास थे, जिन्हें विज्ञान में विसंगतियाँ कहा जाता है। श्वार्ट्ज और ग्रीन ने उन्हें ख़त्म करना शुरू कर दिया। और उनके प्रयास व्यर्थ नहीं थे: वैज्ञानिक सिद्धांत में कुछ विरोधाभासों को खत्म करने में सक्षम थे। इन दोनों के आश्चर्य की कल्पना करें, जो पहले से ही इस तथ्य के आदी थे कि उनके सिद्धांत को नजरअंदाज कर दिया गया था, जब वैज्ञानिक समुदाय की प्रतिक्रिया ने वैज्ञानिक दुनिया को उड़ा दिया। एक वर्ष से भी कम समय में, स्ट्रिंग सिद्धांतकारों की संख्या सैकड़ों लोगों तक पहुंच गई है। यह तब था जब स्ट्रिंग सिद्धांत को हर चीज़ के सिद्धांत की उपाधि से सम्मानित किया गया था। नया सिद्धांत ब्रह्माण्ड के सभी घटकों का वर्णन करने में सक्षम प्रतीत हुआ। और ये घटक हैं.

जैसा कि हम जानते हैं, प्रत्येक परमाणु में और भी छोटे कण - इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बने नाभिक के चारों ओर घूमते हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन, बदले में, और भी छोटे कणों - क्वार्क से मिलकर बने होते हैं। लेकिन स्ट्रिंग सिद्धांत कहता है कि यह क्वार्क के साथ समाप्त नहीं होता है। क्वार्क ऊर्जा के छोटे, झूलते धागों से बने होते हैं जो तारों के समान होते हैं। इनमें से प्रत्येक तार अकल्पनीय रूप से छोटा है। इतना छोटा कि यदि परमाणु को बड़ा किया जाए तो उसका आकार कितना हो जाएगा सौर परिवार, डोरी एक पेड़ के आकार की होगी। जिस प्रकार सेलो स्ट्रिंग के अलग-अलग कंपन से वह उत्पन्न होता है जिसे हम अलग-अलग संगीतमय स्वरों के रूप में सुनते हैं, विभिन्न तरीके(मोड) स्ट्रिंग के कंपन कणों को देते हैं अद्वितीय गुण- द्रव्यमान, आवेश, आदि। क्या आप जानते हैं कि, तुलनात्मक रूप से, आपके नाखून की नोक पर मौजूद प्रोटॉन अभी तक अनदेखे ग्रेविटॉन से कैसे भिन्न हैं? केवल छोटे तारों के संग्रह से जो उन्हें बनाते हैं, और जिस तरह से वे तार कंपन करते हैं।

निःसंदेह, यह सब आश्चर्य से भी अधिक है। तब से प्राचीन ग्रीसभौतिक विज्ञानी इस तथ्य के आदी हैं कि इस दुनिया में हर चीज में गेंद, छोटे कण जैसे कुछ होते हैं। और इसलिए, इन गेंदों के अतार्किक व्यवहार के अभ्यस्त होने का समय नहीं होने पर, जो क्वांटम यांत्रिकी से आता है, उन्हें पूरी तरह से प्रतिमान को त्यागने और कुछ प्रकार के स्पेगेटी स्क्रैप के साथ काम करने के लिए कहा जाता है।

दुनिया कैसे काम करती है.
विज्ञान आज संख्याओं का एक समूह जानता है जो ब्रह्मांड के मूलभूत स्थिरांक हैं। वे ही हैं जो हमारे आस-पास की हर चीज़ के गुणों और विशेषताओं को निर्धारित करते हैं। ऐसे स्थिरांकों में, उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन का आवेश, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक और निर्वात में प्रकाश की गति शामिल हैं। और यदि हम इन संख्याओं को थोड़ी सी बार भी बदलते हैं, तो परिणाम विनाशकारी होंगे। मान लीजिए कि हमने विद्युत चुम्बकीय संपर्क की ताकत बढ़ा दी है। क्या हुआ? हम अचानक पा सकते हैं कि आयन एक-दूसरे को अधिक दृढ़ता से प्रतिकर्षित करना शुरू कर देते हैं, और परमाणु संलयन, जो तारों को चमकता है और गर्मी उत्सर्जित करता है, अचानक विफल हो जाता है। सारे सितारे निकल जायेंगे.

लेकिन इसके अतिरिक्त आयामों के साथ स्ट्रिंग सिद्धांत का इससे क्या लेना-देना है? तथ्य यह है कि, उनके अनुसार, यह अतिरिक्त आयाम हैं जो निर्धारित करते हैं सही मूल्यमौलिक स्थिरांक. माप के कुछ प्रकार एक स्ट्रिंग को कंपन करने का कारण बनते हैं एक निश्चित तरीके से, और जो हम फोटॉन के रूप में देखते हैं उसे जन्म देते हैं। अन्य रूपों में, तार अलग-अलग तरह से कंपन करते हैं और एक इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करते हैं। वास्तव में, भगवान "छोटी चीज़ों" में छिपा हुआ है - ये छोटे रूप हैं जो इस दुनिया के सभी मूलभूत स्थिरांक को निर्धारित करते हैं।

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत.
1980 के दशक के मध्य में, स्ट्रिंग सिद्धांत ने एक भव्य और व्यवस्थित रूप धारण कर लिया, लेकिन स्मारक के अंदर भ्रम की स्थिति थी। कुछ ही वर्षों में, स्ट्रिंग सिद्धांत के पाँच संस्करण सामने आये हैं। और यद्यपि उनमें से प्रत्येक स्ट्रिंग्स और अतिरिक्त आयामों पर बनाया गया है (सभी पांच संस्करण सुपरस्ट्रिंग्स के सामान्य सिद्धांत - एनएस में संयुक्त हैं), ये संस्करण विवरण में महत्वपूर्ण रूप से भिन्न हैं।

तो, कुछ संस्करणों में तारों के खुले सिरे थे, अन्य में वे छल्ले के समान थे। और कुछ संस्करणों में, सिद्धांत को 10 नहीं, बल्कि 26 आयामों की भी आवश्यकता थी। विरोधाभास यह है कि आज सभी पाँच संस्करण समान रूप से सत्य कहे जा सकते हैं। लेकिन कौन वास्तव में हमारे ब्रह्मांड का वर्णन करता है? यह स्ट्रिंग सिद्धांत का एक और रहस्य है। यही कारण है कि कई भौतिकविदों ने फिर से "पागल" सिद्धांत को छोड़ दिया है।

लेकिन सबसे ज्यादा मुख्य समस्यास्ट्रिंग्स, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, प्रयोगात्मक रूप से उनकी उपस्थिति साबित करना असंभव है (कम से कम अभी के लिए)।

हालाँकि, कुछ वैज्ञानिक अभी भी कहते हैं कि त्वरक की अगली पीढ़ी के पास अतिरिक्त आयामों की परिकल्पना का परीक्षण करने का बहुत कम, लेकिन फिर भी अवसर है। हालाँकि, बहुसंख्यक, निश्चित रूप से आश्वस्त हैं कि यदि यह संभव है, तो, अफसोस, यह बहुत जल्द नहीं होगा - कम से कम दशकों में, अधिकतम, सौ वर्षों में भी।

इसी तरह का प्रश्न यहां पहले ही पूछा जा चुका है:

लेकिन मैं आपको इसके बारे में अपनी सिग्नेचर स्टाइल में बताने की कोशिश करूंगा;)

हमें अभी बहुत लंबी बातचीत करनी है, लेकिन मुझे उम्मीद है कि भाई, आपको यह दिलचस्प लगेगी। सामान्य तौर पर, यहां सुनें कि मुद्दा क्या है। मुख्य विचार पहले से ही नाम में ही दिखाई देता है: बिंदु प्राथमिक कणों (जैसे इलेक्ट्रॉन, फोटॉन इत्यादि) के बजाय, यह सिद्धांत स्ट्रिंग्स का प्रस्ताव करता है - ऊर्जा के सूक्ष्म कंपन वाले एक-आयामी धागे जो इतने छोटे होते हैं कि उन्हें नहीं किया जा सकता है किसी भी आधुनिक उपकरण से पता लगाया गया (विशेष रूप से वे प्लैंक लंबाई पर हैं, लेकिन बात यह नहीं है)। यह नहीं कहना कि कण निहित होनावे तार से बने होते हैं और वहाँ हैतार, केवल हमारे उपकरण की अपूर्णता के कारण, हम उन्हें कणों के रूप में देखते हैं। और यदि हमारा उपकरण प्लैंक की लंबाई तक पहुंचने में सक्षम है, तो, जैसा कि अपेक्षित था, हमें वहां तार मिलेंगे। और जिस तरह एक वायलिन स्ट्रिंग अलग-अलग नोट्स उत्पन्न करने के लिए कंपन करती है, उसी तरह एक क्वांटम स्ट्रिंग विभिन्न कण गुण (जैसे चार्ज या द्रव्यमान) उत्पन्न करने के लिए कंपन करती है। सामान्यतः यही मुख्य विचार है।

हालाँकि, यहां यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि स्ट्रिंग सिद्धांत की बहुत बड़ी महत्वाकांक्षाएं हैं और यह गुरुत्वाकर्षण (सापेक्षता का सिद्धांत) और क्वांटम यांत्रिकी (यानी, मैक्रोवर्ल्ड -) को मिलाकर "हर चीज के सिद्धांत" की स्थिति से कम कुछ भी दावा नहीं करता है। हमसे परिचित बड़ी वस्तुओं की दुनिया, और माइक्रोवर्ल्ड - प्राथमिक कणों की दुनिया)। स्ट्रिंग सिद्धांत में गुरुत्वाकर्षण अपने आप में सुंदर ढंग से प्रकट होता है, और यहां बताया गया है कि क्यों। प्रारंभ में, स्ट्रिंग सिद्धांत को आम तौर पर केवल मजबूत परमाणु बल (वह अंतःक्रिया जिसके कारण प्रोटॉन और न्यूट्रॉन एक परमाणु के नाभिक में एक साथ बंधे रहते हैं) के सिद्धांत के रूप में माना जाता था, इससे अधिक कुछ नहीं, क्योंकि कुछ प्रकार के कंपन वाले तार ग्लूऑन के गुणों से मिलते जुलते थे। (कण जो प्रबल बल ले जाते हैं)। हालाँकि, ग्लूऑन के अलावा, इसमें अन्य प्रकार के स्ट्रिंग दोलन थे, जो अन्य कणों की याद दिलाते थे जो किसी प्रकार की परस्पर क्रिया करते थे, जिनका ग्लून्स से कोई लेना-देना नहीं था। इन कणों के गुणों का अध्ययन करने के बाद, वैज्ञानिकों ने पाया कि ये कंपन बिल्कुल एक काल्पनिक कण - ग्रेविटॉन - के गुणों से मेल खाते हैं - एक कण जो गुरुत्वाकर्षण संपर्क करता है। इस प्रकार स्ट्रिंग सिद्धांत में गुरुत्वाकर्षण प्रकट हुआ।

लेकिन यहाँ फिर से (आप क्या करने जा रहे हैं!) "क्वांटम उतार-चढ़ाव" नामक एक समस्या उत्पन्न होती है। डरिए मत, ये शब्द सिर्फ दिखने में ही डरावना है. तो, क्वांटम उतार-चढ़ाव आभासी (वे जिन्हें उनके निरंतर प्रकट होने और गायब होने के कारण सीधे नहीं देखा जा सकता) कणों के निरंतर जन्म और विनाश से जुड़ा हुआ है। इस अर्थ में सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया विनाश है - एक कण और एक एंटीपार्टिकल की टक्कर से एक फोटॉन (प्रकाश का कण) का निर्माण होता है, जो बाद में एक और कण और एंटीपार्टिकल उत्पन्न करता है। गुरुत्वाकर्षण मूलतः क्या है? यह अंतरिक्ष-समय का एक सुचारु रूप से घुमावदार ज्यामितीय कपड़ा है। यहां मुख्य शब्द सुचारू रूप से है। और क्वांटम दुनिया में, इन्हीं उतार-चढ़ावों के कारण, अंतरिक्ष बिल्कुल भी सहज और सहज नहीं है, वहां ऐसी अराजकता चल रही है जिसकी कल्पना करना भी डरावना है। जैसा कि आप शायद पहले ही समझ चुके हैं, सापेक्षता के सिद्धांत की अंतरिक्ष की चिकनी ज्यामिति क्वांटम उतार-चढ़ाव के साथ पूरी तरह से असंगत है। उलझन में, लेकिन भौतिकविदों ने एक समाधान ढूंढ लिया है, यह कहते हुए कि तारों की परस्पर क्रिया इन उतार-चढ़ाव को सुचारू कर देती है। आप पूछते हैं कैसे? लेकिन दो बंद डोरियों की कल्पना करें (क्योंकि खुली डोरियां भी होती हैं, जो एक प्रकार का छोटा धागा होता है जिसके दो खुले सिरे होते हैं; बंद डोरियां, तदनुसार, एक प्रकार की लूप होती हैं)। ये दो बंद तार टकराव की राह पर हैं और किसी बिंदु पर टकराकर एक में बदल जाते हैं बड़ा आकारडोरी। यह डोरी कुछ समय तक चलती रहती है, जिसके बाद यह दो छोटी-छोटी डोरियों में टूट जाती है। अब अगला कदम. आइए फिल्माए गए फ़ुटेज में इस पूरी प्रक्रिया की कल्पना करें: हम देखेंगे कि इस प्रक्रिया ने एक निश्चित त्रि-आयामी मात्रा प्राप्त कर ली है। इस आयतन को "विश्व सतह" कहा जाता है। अब आइए कल्पना करें कि आप और मैं इस पूरी प्रक्रिया को विभिन्न कोणों से देख रहे हैं: मैं सीधा देख रहा हूं, और आप एक मामूली कोण से देख रहे हैं। हम देखेंगे कि आपके दृष्टिकोण से और मेरे दृष्टिकोण से तार अलग-अलग स्थानों पर टकराएंगे, क्योंकि आपके लिए ये स्ट्रिंग "लूप" (आइए उन्हें ऐसा कहते हैं) एक कोण पर थोड़ा आगे बढ़ेंगे, लेकिन मेरे लिए वे घूमेंगे सीधा। हालाँकि, यह वही प्रक्रिया है, वही दो टकराती हुई डोरियाँ, अंतर केवल दो दृष्टिकोणों में है। इसका मतलब यह है कि स्ट्रिंग्स की बातचीत का एक निश्चित "स्मीयरिंग" होता है: विभिन्न पर्यवेक्षकों की स्थिति से, वे अलग-अलग स्थानों पर बातचीत करते हैं। हालाँकि, इन विभिन्न दृष्टिकोणों के बावजूद, प्रक्रिया फिर भी वही है, और बातचीत का बिंदु भी वही है। इस प्रकार, विभिन्न पर्यवेक्षक दो बिंदु कणों की परस्पर क्रिया के एक ही स्थान को रिकॉर्ड करेंगे। ऐसे ही! क्या आप समझ रहे हैं कि क्या हो रहा है? हमने क्वांटम उतार-चढ़ाव को सुचारू कर दिया है और इस प्रकार गुरुत्वाकर्षण और क्वांटम यांत्रिकी को एकजुट कर दिया है! देखना!

ठीक है, चलिए आगे बढ़ते हैं। क्या आप अभी तक थके हुए हैं? अच्छा, सुनो. अब मैं स्ट्रिंग थ्योरी के बारे में उस चीज़ के बारे में बात करूंगा जो मुझे व्यक्तिगत रूप से पसंद नहीं है। और इसे "गणितीकरण" कहा जाता है। किसी तरह सिद्धांतकार गणित में बहुत ज्यादा बहक गए... लेकिन यहां मुद्दा सरल है: आप अंतरिक्ष के कितने आयामों को जानते हैं? यह सही है, तीन: लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई (समय चौथा आयाम है)। तो, स्ट्रिंग सिद्धांत का गणित इन चार आयामों के साथ बहुत खराब तरीके से मेल खाता है। और पांच के साथ भी. और दस के साथ. लेकिन ग्यारह के साथ उसकी अच्छी बनती है। और सिद्धांतकारों ने निर्णय लिया: ठीक है, चूँकि गणित को इसकी आवश्यकता है, ग्यारह आयाम होने दें। आप देखिए, गणित की आवश्यकता है! गणित, हकीकत नहीं! (विस्मयादिबोधक एक तरफ: यदि मैं गलत हूं, तो कोई मुझे समझाए! मैं अपना मन बदलना चाहता हूं!) अच्छा, कोई यह पूछ सकता है कि क्या अन्य सात आयाम कहां गए? सिद्धांत इस प्रश्न का उत्तर यह कहकर देता है कि वे "संक्षिप्त" हैं, प्लैंक लंबाई पर सूक्ष्म संरचनाओं में लिपटे हुए हैं (अर्थात, उस पैमाने पर जिसे हम देखने में सक्षम नहीं हैं)। इन संरचनाओं को "कैलाबी-यौ मैनिफोल्ड" (दो प्रमुख भौतिकविदों के नाम पर) कहा जाता है।

यह भी दिलचस्प है कि स्ट्रिंग सिद्धांत हमें मल्टीवर्स की ओर ले जाता है, यानी अनंत संख्या में समानांतर ब्रह्मांडों के अस्तित्व के विचार की ओर। यहां संपूर्ण मुद्दा यह है कि स्ट्रिंग सिद्धांत में न केवल स्ट्रिंग्स हैं, बल्कि ब्रैन्स ("झिल्ली" शब्द से) भी हैं। शाखाओं के विभिन्न आयाम हो सकते हैं, नौ तक। हमें 3-ब्रेन पर रहना चाहिए, लेकिन इस ब्रैन के पास अन्य भी हो सकते हैं, और वे समय-समय पर टकरा सकते हैं। लेकिन हम उन्हें नहीं देख पाते क्योंकि खुले तार दोनों सिरों पर ब्रैन से कसकर जुड़े होते हैं। ये तार अपने सिरों के साथ शाखा के साथ चल सकते हैं, लेकिन वे इसे छोड़ नहीं सकते (अनहुक हो सकते हैं)। और यदि आप स्ट्रिंग सिद्धांत पर विश्वास करते हैं, तो सभी पदार्थ और हम सभी कणों से बने होते हैं जो प्लैंक लंबाई पर स्ट्रिंग की तरह दिखते हैं। नतीजतन, चूंकि खुले तार ब्रैन को नहीं छोड़ सकते हैं, तो हम किसी अन्य ब्रैन के साथ किसी भी तरह से बातचीत नहीं कर सकते हैं (पढ़ें: एक समानांतर ब्रह्मांड) या किसी तरह इसे देख नहीं सकते हैं। एकमात्र कण, जो सिद्धांत रूप में, इस सीमा की परवाह नहीं करता है और ऐसा कर सकता है, वह काल्पनिक ग्रेविटॉन है, जो एक बंद स्ट्रिंग है। हालाँकि, अभी तक कोई भी ग्रेविटॉन का पता नहीं लगा पाया है। ऐसे मल्टीवर्स को "ब्रेन मल्टीवर्स" या "ब्रेन वर्ल्ड परिदृश्य" कहा जाता है।

वैसे, इस तथ्य के कारण कि स्ट्रिंग सिद्धांत में न केवल स्ट्रिंग्स, बल्कि ब्रैन भी खोजे गए थे, सिद्धांतकारों ने इसे "एम-सिद्धांत" कहना शुरू कर दिया, लेकिन वास्तव में कोई नहीं जानता कि इस "एम" का क्या अर्थ है;)

ऐसे ही। यह बात है। मुझे आशा है कि आपको यह दिलचस्प लगा होगा, भाई। यदि कुछ अस्पष्ट रहता है, तो टिप्पणियों में पूछें और मैं समझाऊंगा।

सैद्धांतिक भौतिकी कई लोगों के लिए अस्पष्ट है, लेकिन साथ ही हमारे आसपास की दुनिया के अध्ययन में इसका अत्यधिक महत्व है। किसी भी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी का कार्य निर्माण करना है गणितीय मॉडल, एक सिद्धांत जो प्रकृति में कुछ प्रक्रियाओं को समझाने में सक्षम है।

ज़रूरत

जैसा कि आप जानते हैं, स्थूल जगत के भौतिक नियम, अर्थात्, वह दुनिया जिसमें हम रहते हैं, सूक्ष्म जगत में प्रकृति के नियमों से काफी भिन्न हैं - जिसके भीतर परमाणु, अणु और प्राथमिक कण रहते हैं। एक उदाहरण समझने में कठिन सिद्धांत होगा जिसे कार्पस्कुलर-वेव द्वैतवाद कहा जाता है, जिसके अनुसार सूक्ष्म वस्तुएं (इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और अन्य) कण और तरंग दोनों हो सकती हैं।

हमारी तरह, सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी दुनिया का संक्षिप्त और स्पष्ट वर्णन करना चाहते हैं, जो स्ट्रिंग सिद्धांत का मुख्य उद्देश्य है। यह कुछ को समझाने में मदद कर सकता है भौतिक प्रक्रियाएँ, मैक्रोवर्ल्ड के स्तर पर और माइक्रोवर्ल्ड के स्तर पर, जो इसे सार्वभौमिक बनाता है, अन्य पहले से असंबंधित सिद्धांतों (सामान्य सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी) को एकजुट करता है।

सार

स्ट्रिंग सिद्धांत के अनुसार, पूरी दुनिया कणों से नहीं बनी है, जैसा कि आज माना जाता है, बल्कि 10-35 मीटर लंबी अनंत पतली वस्तुओं से बनी है, जिनमें कंपन करने की क्षमता होती है, जो हमें स्ट्रिंग के साथ सादृश्य बनाने की अनुमति देती है। एक जटिल गणितीय तंत्र का उपयोग करके, इन कंपनों को ऊर्जा के साथ जोड़ा जा सकता है, और इसलिए द्रव्यमान के साथ, कोई भी कण क्वांटम स्ट्रिंग के एक या दूसरे प्रकार के कंपन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है।

मुद्दे और विशेषताएं

किसी भी अपुष्ट सिद्धांत की तरह, स्ट्रिंग सिद्धांत में कई समस्याएं हैं जो इंगित करती हैं कि इसमें सुधार की आवश्यकता है। इन समस्याओं में, उदाहरण के लिए, निम्नलिखित शामिल हैं: गणना के परिणामस्वरूप, गणितीय रूप से, एक नए प्रकार के कण सामने आए जो प्रकृति में मौजूद नहीं हो सकते - टैचियन, जिसका द्रव्यमान वर्ग शून्य से कम है, और गति की गति से अधिक है प्रकाश की गति।

दूसरा महत्वपूर्ण मुद्दे, या यों कहें कि विशिष्टता केवल 10-आयामी अंतरिक्ष में स्ट्रिंग सिद्धांत का अस्तित्व है। हम अन्य आयामों को क्यों समझते हैं? “वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला है कि बहुत छोटे पैमाने पर ये स्थान मुड़ जाते हैं और अपने आप में बंद हो जाते हैं, जिससे हमारे लिए उन्हें पहचानना असंभव हो जाता है।

विकास

कण दो प्रकार के होते हैं: फ़र्मिअन - पदार्थ के कण, और बोसॉन - अंतःक्रिया के वाहक। उदाहरण के लिए, एक फोटॉन एक बोसॉन है जो विद्युत चुम्बकीय संपर्क करता है, एक ग्रेविटॉन गुरुत्वाकर्षण है, या वही हिग्स बोसॉन है जो हिग्स क्षेत्र के साथ संपर्क करता है। इसलिए, यदि स्ट्रिंग सिद्धांत ने केवल बोसोन को ध्यान में रखा, तो सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत ने फर्मियन को भी ध्यान में रखा, जिससे टैचियन से छुटकारा पाना संभव हो गया।

सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत का अंतिम संस्करण एडवर्ड विटन द्वारा विकसित किया गया था और इसे "एम-थ्योरी" कहा जाता है, जिसके अनुसार सभी को एकजुट करना है विभिन्न संस्करणसुपरस्ट्रिंग सिद्धांत को 11वें आयाम का परिचय देना चाहिए।

हम शायद यहीं ख़त्म कर सकते हैं. सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी समस्याओं को हल करने और मौजूदा गणितीय मॉडल को परिष्कृत करने के लिए परिश्रमपूर्वक काम कर रहे हैं विभिन्न देशशांति। शायद जल्द ही हम अंततः अपने आस-पास की दुनिया की संरचना को समझने में सक्षम होंगे, लेकिन उपरोक्त के दायरे और जटिलता को देखते हुए, यह स्पष्ट है कि दुनिया का परिणामी विवरण ज्ञान के एक निश्चित आधार के बिना समझ में नहीं आएगा। भौतिकी और गणित का क्षेत्र.