Η θεωρία χορδών με μια ματιά:
-
Η θεωρία χορδών υπονοεί ότι τα "στοιχειώδη σωματίδια" είναι απλά
εκφάνσεις μιας πιο θεμελιώδους κατάστασης της Φύσης που περιγράφονται από
μονοδιάστατες (1D) χορδές μήκους 10-35 μέτρα.
-
Η θεωρία εμφανίστηκε το 1968 και επιχείρησε να περιγράψει την ισχυρή
πυρηνική δύναμη, αλλά σύντομα φάνηκε ότι μπορούσε να γίνει μια πιθανή «θεωρία των πάντων» που θα μπορούσε να ενοποιήσει τη βαρύτητα με
τις άλλες τρεις
δυνάμεις στη φύση.
-
Η θεωρία χορδών είναι ένα πλαίσιο που περιγράφει όλες τις θεμελιώδεις
αλληλεπιδράσεις με τη βοήθεια της τάσης των χορδών, αλλά αυτή η κομψή
εικόνα ισχύει μόνο σε ένα κόσμο δέκα διαστάσεων (10D) που είναι
υπερσυμμετρικός.
-
Για να μας περιγράψουν τον ασύμμετρα Κόσμο των τεσσάρων
διαστάσεων, οι ερευνητές προσπαθούν να βρουν
τρόπους να "συμπαγοποιήσουν" τις επιπλέον διαστάσεις και να
σπάσουν την υπερσυμμετρία - που οδηγεί σε ένα τεράστιο "τοπίο" τουλάχιστον 10500
λύσεων.
-
Με αντιφατικό τρόπο, ορισμένοι ερευνητές επικαλέστηκαν την
ανθρωπική αρχή για να
ερμηνεύσουν το τεράστιο "τοπίο" της θεωρίας χορδών, όμως άλλοι επιμένουν
για κάποιο είδος Αρχής της δυναμικής επιλογής ανάμεσα σε αυτές τις 10500
λύσεις.
-
Από το 1995 οι ερευνητές γνώριζαν ότι η θεωρία χορδών είναι
στην πραγματικότητα μια
θεωρία για αντικείμενα των πολύ υψηλών διαστάσεων, που ονομάζεται βράνες, οι
οποίες προάγουν βαθιές μαθηματικές συνδέσεις που ονομάζεται
δυαδικότητες.
-
Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτές οι δυαδικότητες κάνουν τη
θεωρία χορδών ισοδύναμη με
την κβαντική θεωρία πεδίου, και δείχνουν ότι η θεωρία χορδών έχει μια
μοναδική διαμόρφωση 11 διαστάσεων που λέγεται Μ-θεωρία.
-
Παρόλο που δεν έχει κάνει μέχρι τώρα μια σαφή πρόβλεψη τι
μπορεί να αποκλείσει,
η θεωρία χορδών πρόσφερε στους φυσικούς μια καλύτερη κατανόηση των μαύρων οπών και
δίνει ένα αναλυτικό εργαλείο για τη μελέτη μιας ακραίας κατάστασης της
ύλης, που ονομάζεται πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων.
-
Αποδεικτικά στοιχεία για τη θεωρία χορδών μπορούν επίσης να
ανακαλυφθούν στον Μεγάλο Επιταχυντή Συγκρουόμενων Αδρονίων στο CERN, με τη μορφή
νέων σωματιδίων, ενώ κοσμολογικά δεδομένα δίνουν κι άλλες διόδους
για την δοκιμασία της θεωρίας χορδών.
-
Η θεωρία χορδών θεωρείται ότι είναι η καλύτερη θεωρία της κβαντικής βαρύτητας,
και γι αυτό θα μπορούσε ώστε να απαντηθούν οι ερωτήσεις που δεν μπορούν
να αντιμετωπίσουν άλλες θεωρίες, όπως η φύση της μοναδικότητας του Big Bang
Χρονολογικός πίνακας της θεωρίας χορδών
- 1968
-
-
Ο Gabriele Veneziano ανακαλύπτει πως η "βήτα συνάρτηση" του Euler
(που μετρούσε ήδη 200 χρόνια ζωής) ήταν ικανή να εξηγήσει πολλά
δεδομένα της ισχυρής δύναμης, που είχαν συγκεντρωθεί σε πολλά πειράματα
μέτρησης των πλατών σκέδασης διαφόρων αδρονίων.
- 1970
-
-
Οι Leonard Susskind, Yoichiro Nambu και Holger Neilsen ανεξάρτητα ο
ένας από τον άλλο ταυτοποιούν τα πλάτη του Veneziano σε λύσεις μιας
κβαντομηχανικής θεωρίας μποζονικών χορδών της μιας διάστασης.
- 1971
-
-
Ο Claud Lovelace αναγνωρίζει ότι η θεωρία χορδών απαιτεί την ύπαρξη
26 διαστάσεων; οι Yuri
Gol'fand και Eugeny Likhtman ανακαλύπτουν υπερσυμμετρία σε 4 διαστάσεις;
οι John Schwarz,
André Neveu και Pierre Ramond αναγνωρίζουν πως η θεωρία χορδών
απαιτεί υπερσυμμετρία για να προσαρμόσει τα φερμιόνια καθώς επίσης και τα μποζόνια Ο Gerard 't Hooft
δείχνει ότι η ηλεκτρασθενής ενοποίηση που προτάθηκε από τον Steven
Weinberg το 1967 είναι "επανακανονικοποίησιμη", καθιστώντας κατά
συνέπεια τις θεωρίες βαθμίδας φυσικά βιώσιμες.
- 1973
-
-
Οι Julius Wess και Bruno Zumino αναπτύσσουν θεωρίες υπερσυμμετρικές
κβαντικές θεωρίες πεδίου. Οι David Gross, Frank Wilczek και David Politzer
ανακαλύπτουν ασυμπτωτική ελευθερία κι έτσι ιδρύουν την κβαντική
χρωμοδυναμική QCD, που μαζί με την ηλεκτρασθενή θεωρία φτιάχνουν το
Στάνταρτ Μοντέλο.
- 1974
-
-
Οι Schwarz και Joel Scherk (και, ανεξάρτητα, ο Tamiaki Yoneya)
αναγνωρίζουν ότι η θεωρία χορδών περιέχει βαρυτόνια, και προτείνουν
ένα ενοποιημένο πλαίσιο της κβαντομηχανικής και της γενικής
σχετικότητας. Οι Sheldon Glashow και Howard Georgi προτείνουν τη Μεγάλη
Ενοποίηση του Στάνταρτ Μοντέλου των δυνάμεων μέσω της ομάδας συμμετρίας SU
(5).
-
- 1976
-
-
Ο Stephen Hawking ισχυρίζεται πως η κβαντική μηχανική
παραβιάζεται κατά την διάρκεια του σχηματισμού και της αποσύνθεσης της
μαύρης τρύπας. Οι μαθηματικοί αποκαλύπτουν τις πολλαπλότητες
(διαστήματα) Calabi–Yau.
- 1978
-
-
Οι Eugène Cremmer, Bernard Julia και Scherk
κατασκευάζουν υπερβαρύτητα 11D που ενσωματώνει υπερσυμμετρία στην Γενική
Σχετικότητα
- 1981
-
-
Οι Schwarz και Michael Green διτυπώνουν την θεωρία
υπερχορδών Τύπου I;
οι Georgi και Σάββας Δημόπουλος προτείνουν τις υπερσυμμετρικές
επεκτάσεις του Στάνταρτ Μοντέλου.
- 1982
-
-
Οι Green και Schwarz αναπτύσσουν την θεωρία υπερχορδών
Τύπου II; ενώ ο Andrei Linde και άλλοι εφευρίσκουν τη σύγχρονη
πληθωριστική θεωρία από την οποία προκύπτει το πολυσύμπαν
- 1983
-
-
Η ανακάλυψη των μποζονίων W και Z στο CERN σφραγίζει μια
δεκαετία επιτυχιών του Καθιερωμένου Μοντέλου. Οι Ed Witten και Luis Alvarez-Gaumé
δείχνουν ότι οι ανωμαλίες βαθμίδας ακυρώνονται στην θεωρία υπερχορδών
Τύπου IIB.
- 1984
-
-
Οι Green και Schwarz δείχνουν ότι οι ανωμαλίες στην θεωρία
Τύπου I ακυρώνονται αν η θεωρία είναι 10 διαστάσεων (10D) και έχει είτε SO(32)
ή E8 × E8 συμμετρία
βαθμίδας. Ανακαλύπτεται η δυαδικότητα T.
- 1985
-
-
Οι Gross, Jeff Harvey, Ryan Rohm και Emil Martinec
κατασκευάζουν την ετερωτική θεωρία χορδών Οι Philip Candelas, Andrew Strominger, Gary Horowitz
και
Witten βρίσκουν έναν τρόπο για να συμπαγοποιήσουν τις πρόσθετες
διαστάσεις χρησιμοποιώντας διαστήματα Calabi–Yau.
- 1987
-
-
Ο Weinberg χρησιμοποιεί τον ανθρωπικό συλλογισμό για να
τοποθετήσει ένα όριο στην κοσμολογική σταθερά.
- 1994
-
-
Ο Susskind προτείνει την ολογραφική αρχή με την επέκταση
της εργασίας του 't Hooft.
- 1995
-
-
Οι Paul Townsend και Chris Hull, και Witten, προτείνουν ότι
η θεωρία Τύπου IIA είναι ασθενώς συνδεδεμένη με τη Θεωρία-Μ των 11D. Ο Polchinski
ανακαλύπτει τις D-βράνες. Ο Witten και άλλοι υποθέτουν ότι και οι πέντε
θεωρίες χορδών συνδέονται με δυαδικότητες, κάποιες από τις οποίες
περιγράφονται από τις D-βράνες.
- 1996
-
-
Οι Witten και Polchinski ανακαλύπτουν ότι η θεωρία Τύπου I
και η ετερωτική θεωρία SO(32)
συνδέονται με S-δυαδικότητα. Οι Witten και Petr Hořava δείχνουν ότι
E8 × E8 είναι το
χαμηλής ενέργειας όριο της M-θεωρίας. Οι Strominger και Cumrun Vafa
υποθέτουν ότι ο τύπος της εντροπίας των Bekenstein–Hawking χρησιμοποεί
θεωρία χορδών. Τέλος ο Susskind και άλλοι προτείνουν μια υποψήφια θεωρία
για τη M-θεωρία που λέγεται θεωρία Πίνακα (Matrix).
- 1997
-
-
Ο Juan Maldacena ανακαλύπτει την ισοδυναμία μεταξύ της θεωρίας
χορδών και της κβαντικής θεωρίας πεδίου (δυαδικότητα (AdS/CFT),
παρέχοντας κατά συνέπεια μια ακριβή εκδήλωση της ολογραφικής αρχής.
- 1998
-
-
Η πειραματική ανακάλυψη της επιταχυνόμενης διαστολής του
σύμπαντος προτείνει μια μικρή, θετική τιμή του αναμενόμενου κενού υπό τη μορφή
της κοσμολογικής
σταθεράς Η Lisa Randall και Raman Sundrum προτείνουν τα
σενάρια των βρανόκοσμων ως εναλλακτική λύση στην συμπαγοποίηση των
πρόσθετων διαστάσεων.
- 1999
-
-
Οι Gia Dvali και Henry Tye προτείνουν μοντέλα βρανο-πληθωρισμού.
- 2003
-
-
Μια επιστημονική ανακοίνωση με το όνομα KKLT (από τα αρχικά
των θεωρητικών που την έγραψαν) δείχνει πως η υπερσυμμετρία μπορεί να
σπάσει για να παραγάγει μια μικρή, θετική τιμή του κενού χρησιμοποιώντας
συμπαγοποιημένη ροή για να διαχειριστεί τις πρόσθετες διαστάσεις. Ο Susskind
προτείνει τον όρο "τοπίο" για να περιγράψει τον τεράστιο αριθμό των
λύσεων που υπονοείται από την συμπαγοποιημένη ροή, και επικαλείται την
ανθρωπική αρχή και το πολυσύμπαν για να εξηγήσει την
κοσμολογική σταθερά. Η επιστημονική εργασία KKLMMT επεκτείνει το KKLT
στην κοσμολογία.
- 2004
-
Ο Hawking αναγνωρίζει ότι έκανε λάθος για τις μαύρες τρύπες και
πληρώνει
το στοίχημα που είχε βάλει με τον John Preskill.
-
- 2005
-
Η θεωρία χορδών αναφέρεται στο πλαίσια του πλάσματος κουάρκ-γκλουονίων
στον επιταχυντή RHIC χάρις στην εφαρμογή AdS/CFT, και
με αυτόν τον τρόπο επιστρέφει η θεωρία στις ρίζες της ως η περιγραφή
των αδρονίων.
|
