ح5 : ما هو عدد نظريات الأوتار الفائقة؟

ملاحظة : الموضوع عبارة عن حلقة من حلقات سلسلة الاوتار الفائقة

ما هو عدد نظريات الأوتار الفائقة؟

هنالك عدة طرق وخطوات يستخدمها “واضعي النظريات” ليبنوا على اساسها نظريات الأوتار الفائقة.

الخطوات هي التالية:

  1. لنبدأ بالمقوم الاساسي ألا وهو :
  2. لدينا تذبذبات واهتزازات وتر متناهي في الصغر.
  3. من ثم نقرر:
  4. كيف يجب ان يكون شكل الوتر؟ مفتوح أم مغلق؟
  5. ومن ثم نتسائل:
  6. هل تحوي فقط بوزونات bosons( اي الجزيئات التي تنقل الطاقة), ام انه تحوي فيرميونات fermions ايضا( الجزيئات التي تشكل المادة)؟
  7. ثم نتسائل عن السؤال الاخير والمهم جدا:
  8. هل يعمل ميكانيك الكم ضمن مع هذه النظرية بشكل منطقي؟

ملاحظة : تذكر بان الجزيئات ضمن نظرية الاوتار الفائقة تشبه النوتة الموسيقية التي يصدرها الوتر).

وانطلاقا من الاجابة على الاسئلة السابقة ,تنتج عدة نظريات خاصة بالاوتار الفائقة, لتوضيح ذلك سندرج الحالات الناتجة عن اختلاف الاجوبة الخاصة بالسؤال الثالث:

  1. في حال كانت الإجابة على السؤال الثالث هي التالية : “بوزونات فقط !” عندها نحصل على نظرية بوزونية للاوتار الفائقة bosonic string theory.
  2. أما إذا كانت الاجابة : “لا, نفترض وجود المادة ايضاً!” , عندها سوف نحتاج إلى وجود التناظر الفائق supersymmetry, والذي بدوره يعني وجود تطابق متساوي بالعدد بين البوزونات bosons (الجزيئات التي تنقل الطاقة)وبين الفيرميونات fermions (الحزيئات التي تشكل المادة).

تدعى نظرية الاوتار الفائقة التي تدعم فكرة التناظر الفائق ب” superstring theory“.و هنالك 5 انواع من نظرية superstring theories“, كما هي موضحة في الجدول ادناه.

أما الآن بسنتطرق للاجابة على السؤال الاخير والمهم في بناء نظرية الاوتار الفائقة , ألا وهو:

هل يعمل ميكانيك الكم ضمن مع هذه النظرية بشكل منطقي؟

  • بالنسبة لنظرية الاوتار البوزونية bosonic strings, يتم الاجابة على هذا السؤال بالايجاب فقط في حال كان عدد ابعاد الفضاء الزماني- المكاني مساوية ل 26.
  • أما بالنسبة لنظرية الأوتار الفائقة التي تدعم فكرة التناظر الفائق ب” superstring theory”, فهي تؤمن ان يعمل ميكانيك الكم بشكل منطقي , ولكن بعدد ابعاد اقل من نظرية الاوتار البوزونية , اي إن عدد الابعاد ينزل إلى 10 ابعاد للفضاء الزماني-المكاني فقط.

أما كيف ننزل بعدد الابعاد ليبلغ 4 ابعاد للفضاء الزماني-المكاني spacetime– كما هي ملحوظة في عالمنا الحالي – فتلك قصة اخرى J

جدول مختصر يوضع نظريات الاوتار الفائقة

النوع

 
ابعاد الفضاء الزماني-المكاني

التفاصيل

نظرية الاوتار الفائقة البزونية

Bosonic

26

ضمن هذه النظرية يوجود بوزونات bosons, ولا يوجد فيرميونات fermions , وهذا يعني وجود الطاقة والقوى فقط بدون المادة, وذلك مع وجود كلا نوعي الاوتار المفتوحة والمغلقة.

المشكلة الرئيسية في هذه النظرية: وجود جزيئات مع كتلة متخيلة imaginary mass, وتدعى ب” tachyon”.

I

10

تفترض وجود التناظر الفائق بين القوى والمادة, وذلك مع وجود كلا نوعي الاوتار المفتوحة والمغلقة. ولا يوجد ما يدعى ب” tachyon”

معيار ومجموعة التناظر   group symmetry هي : SO(32)

IIA

10

تفترض وجود التناظر الفائق بين القوى والمادة, وذلك مع افتراض وجود الاوتار المغلقة فقط . ولا يوجد ما يدعى ب” tachyon”, والفيرميونات العديمة الكتلة تدوربكلا الاتجاهين (متناظرة)(nonchiral).

IIB

10

تفترض وجود التناظر الفائق بين القوى والمادة, وذلك مع افتراض وجود الاوتار المغلقة فقط . ولا يوجد ما يدعى ب” tachyon”, والفيرميونات العديمة الكتلة تدور باتجاه واحدة (غير متناظر) (chiral).

HO

10

تفترض وجود التناظر الفائق بين القوى والمادة, وذلك مع افتراض وجود الاوتار المغلقة فقط . ولا يوجد ما يدعى ب” tachyon”,بالاضافة إلى كونها هجينة ” heterotic “وهذا يعني بأن الاوتار التي تتحرك عن باتجاه اليمين تختلف عن الاوتار التي تتحرك باتجاه اليسار.

معيار ومجموعة التناظر   group symmetry هي : SO(32)

HE

10

تفترض وجود التناظر الفائق بين القوى والمادة, وذلك مع افتراض وجود الاوتار المغلقة فقط . ولا يوجد ما يدعى ب” tachyon”,بالاضافة إلى كونها هجينة ” heterotic “وهذا يعني بأن الاوتار التي تتحرك عن باتجاه اليمين تختلف عن الاوتار التي تتحرك باتجاه اليسار.

معيار ومجموعة التناظر   group symmetry هي :E8 x E8

أما اذا طرحنا التساؤل التالي :

كيف بإمكاننا الانتقال من فضاء زماني-مكاني مؤلف من 10 ابعاد إلى فضاء زماني-مكاني ذو اربعة ابعاد فقط (الفضاء الملحوظ في عالمنا الحالي)؟

إذا رغبنا بالاجابة على هذا السؤال الذي يساهم في تبيان انواع نظريات الاوتار الفائقة , فإننا عندها سنلاحظ ان عدد نظريات الاوتار الفائقة سيزداد بشكل كبير اعتمادا على الاجابة, وذلك بسبب وجود العديد من الطرق المحتملة لجعل 6 أبعاد أصغير بكثير من بقية الأبعاد الأربعة الموجودة بنظرية الاوتار الفائقة.

كما هو ظاهر فإننا بحاجة إلى ما يشبه ضغط وتقليص الابعاد الستة الاضافة , لننتقل إلى اربعة ابعاد واضحة وبينة.

ينتج عن اجرائية ضغط الابعاد –(الزمانية-المكانية) الغير مطلوبة – نوع جديد من الفيزياء وشيق بحد ذاته.

ولكن عدد نظريات الاوتار الفائقة قد تقلص خلال السنوات القليلة الماضية , وذلك بسبب اكتشاف اصحاب نظريات الاوتار الفائقة خطأ معتقدهم بأن كل نظرية مختلفة بشكل كامل عن بقية النظريات.وتبين لهم بأن الموضوع كان عبارة عن النظر من زوايا مختلفة إلى نفس النظرية!.

تم اعطاء هذه المرحلة والفترة من تاريخ نظرية الاوتار الفائقة اسم “ثورة الثانية للاوتار الفائقة” “the second string revolution” .

والآن يتمثل السعي الأكبر في بحوث الاوتار الفائقة في تضمين محتويات الجدول الوارد اعلاه ضمن نظرية واحدة, والتي يرغب البعض في تسميتها بنظرية   M theory , وحرف M مستنبط من  العبارة التالية   “Mother of all theories”.

String Theory

  ارجو ان تكون هذه التفاصيل عن  ” ماهو عدد نظريات الاوتار الفائقة؟”  قد عاد بالفائدة عليكم , وآمل ان ألقاكم في الحلقة القادمة الاخيرة من هذه السلسلة مع موضوع يتحدث عن “كيف ترتبط نظريات الاوتار الفائقة مع بعضها البعض؟ صورة جديدة لنظرية الاوتار الفائقة.” .

وإلى ذلك الحين , استودعكم الله , والسلام عليكم ورحمة الله بركاته.

بعض المراجع :

Advertisements

, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

  1. أضف تعليق

اترك رد

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s

%d مدونون معجبون بهذه: