სიახლეებისანამ გავეცნობით სიმების თეორიას გავიხსენოთ ისტორია. მას შემდეგ რაც ალბერტაინშტაინმა შემოგვთავაზა ფარდობითობის სპეციალური თეორია მან მიზნად დაისახა ეცადა სრულად შეეცნო თუ როგორ მუშაობს გრავიტაცია, რატომ იზიდავს მზე დედამიწას და სხვა პლანეტებს და როგორ აიძულებს მათ იმოძრაონ თავის ირგვლივ ორბიტაზე. აინშტაინმა ივარაუდა, რომ სივრცე მხოლოდ მაშინ არის ბრტყელი თუ ის ცარიელია, ხოლო მატერიის არსებობა, მაგლითად მზის, იწვევს სივრცის გამრუდებას. დედამიწა მზის გარშემო ორბიტაზე რადგან მას გააჩნია სიჩქარის გასწვრივი კომპონენტი მოძრაობს რა მზის მიერ გამრუდებულ სივრცეში. თავის მხრივ დედამიწაც ამრუდებს სივრცეს.
ეს იყო ახალი იდეა გრავიტაციის ბუნების შესახებ, რომელიც შემოწმდა 1919 წელს ასტრონომიული დაკვირვებებით. მოდელის დადასტურებამ სახელი მოუხვეჭა აინშტაინს მთელ მსოფლიოში. ამ წარმატების შემდეგ კი აინშტაინი უშედეგოდ ეძებდა იმას, რასაც ჩვენ „ერთიან ველის თეორიას“ ვუწოდებთ, იყენებდა რა 3 სივრცულ და 1 დროით განზომილებას. ერთიან თეორიას შესაძლებლობა უნდა ქონოდა აეხსნა ყველა ძალა რომელიც ბუნებაში არსებობს იდეურ კონტექსტში, ერთიან პრინციპების გამოყენებით და ერთი განტოლების საშუალებით.
1919 წელს მაშინ უცნობმა გერმანელმა მათემატიკოსმა თეოდორკალუცამ გადაწყვიტა აინშტაინის პრინციპის გამოყენებით ელექტრო-მაგნიტური ძალაც აეხსნა გამრუდებით და დეფორმაციით, მაგრამ აღარაფერი ჩანდა რის გამრუდება შეიძლებოდა. მაშინ კალუცამ წამოაყენა უცნაური და გაბედული იდეა - მან დაუშვა, რომ არსებობს ერთი დროითი და არა 3 არამედ 4 სივრცული განზომილება. როდესაც მან თავისი 5-განზომილებიანი განტოლებებიდან გამოყო 4-განზომიელბიანი ნაწილი მან მიიღო აინშტაინის გრავიტაციის სტანდარტული ფორმულები. გარდა ამისა დამატებით მან მიიღო განტოლება ელ-მაგნიტური ძალის აღსაწერად.
იბადება კითხვები: 1) თუ მართლა არსებობს დამატებითი განზომილებები მაშინ რატომ ვერ ვხედავთ ჩვენ მათ? 2) მართლაც მუშაობს თუ არა თეორია რეალურ სამყაროში?
პირველი კითხვის პასუხად ოსკარკლაინმა შემოგვთავაზა იდეა, რომ შეიძლება არსებობდნენ ორი სახის განზომილებები – დიდი, ადვილად დამზერითი, და პატარა ზომაზე ჩახვეული განზომილებები, იმდენად პატარა, რომ ჩვენ ვერ ვხედავთ მათ. მაგალითად, თუ დავაკვირდებით მიკროსკოპულ ჭიანჭველას, რომელიც მოძრაობს სიმზე, რომელიც ჩვენ 1-განზომილებიანი გვგონია, აღმოვაჩენთ, რომ ჭიანჭველას შეუძლია როგორც სიმის გასწვრივ, ისე მის გარშემო, ანუ ჩვენთვის უხილავ დამატებით განზომილებაში გადაადგილება.
როგორია პასუხი მეორე დასმულ შეკითხვაზე: მუშაობს თუ არა თეორია რეალურ სამყაროსთვის? აინშტაინი, კალუცა და ბევრი სხვა წარუმატებლად ცდილობდა პრაქტიკულად გამოეყენებინათ დამატებითი განზომილებების იდეა ფიზიკაში, ისე როგორც ეს იმ დროს ესმოდათ. მაგალითად, ისინი ვერ იღებდნენ ელექტრონის მასის მნიშვნელობას. ეს მცდელობები ფიზიკური კანონების გამაერთიანებელი ფუნდამენტური იდეს შემოსატანად გრძელდებოდა სიმების თეორიის შექმნამდე.
სიმების იდეას თავიდან არაფერი ქონდა საერთო ექსტრა განზომილებების პირველად მოდელებთან. სიმების თეორია ცდილობდა პასუხი გაეცა კითხვისთვის: რა არის მატერიის ფუნდამენტური, განუყოფელი ნაწილი, რომელიც ქმნის ყველაფერს სამყაროში ჩვენს ირგვლივ? წარმოიდგინეთ ჩვენ ვუყურებთ ნაცნობ ობიექტს, მაგალითად სანთელი შანდალში. ჩვენ გვინდა გავარკვიოთ რისგან შედგება ის. ჩვენ შევდივართ ობიექტში ღრმად და ვსწავლობთ მის შედგენილობას. ყველამ ვიცით, რომ საკმარისად მცირე მანძილებზე გექნებათ ატომები. ჩვენ აგრეთვე ვიცით, რომ ატომები არ არის ბოლო ინსტანცია, ისინი შედგებიან ელექტრონებისგან რომლებიც ბირთვის გარშემო ბრუნავენ, ბირთვი კი შეიცავს ნეიტრონებს და პროტონებს. თავის მხრივ ნეიტრონებს და პროტონებს აქვთ კვარკული სტრუქტურა. ეს არის ის მიჯნა სადაც საყოველთაოდ მიღებული მოდელები მთავრდება და იწყება სიმების თეორიის წარმოდგენები. სიმების იდეის თანახმად ნებისმიერი ნაწილაკის სიღრმეში არის სიმის მაგვარი ენერგიის ძაფი, რომელიც ვიბრირებს. როგორც სიმებს, რომელსაც ჩელოზე ვხედავთ შეუძლიათ სხვადასხვა ნოტის გამოცემა, მატერიის სიმებსაც შეუძლიათ სხვადასხვა სიხშირით რხევა. ისინი არ გამოსცემენ სხვადასხვა მუსიკალურ ნოტებს, არამედ ისინი ქმნიან განსხვავებულ ნაწილაკებს, რომლებიც თავის მხრივ ადგენენ სამყაროს ჩვენს ირგვლივ.
თუ ეს იდეები სწორია, ის გვაჩვენებს თუ როგორ გამოიყურება მიკროსკოპული სამყარო. მატერია აშენებულია პატარა ძაფისებრ ენერგიების უზარმაზარი სიმრავლით, რომლებიც სხვადასხვა სიხშირით ირხევიან. სხვადასხვა სიხშირე ქმნის სხვადასხვა ნაწილაკს, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ყველა იმ სიმდიდრეზე რომელიც არსებობს სამყაროში. ანუ თქვენ ხედავთ უნიფიკაციას, რადგან მატერიალური ნაწილაკები, ელექტრონები და კვარკები, ფოტონები, პროტონები, გრავიტონები, ყველა აგებულია ერთი პრინციპით. ასე რომ მატერია და ბუნების ძალები, ყველა გაერთიანებულია სიმების კონცეფციით, ის რასაც ჩვენ ვუწოდებთ ერთიან თეორიას.
სიმების თეორიას აღმოაჩნდა ერთი პრობლემა, თვით შეთანხმებული მათემატიკური მოდელი არ მუშაობდა 4-განზომილებიან სამყაროში. საბოლოდ განტოლებების ძიებისას აღმოჩნდა, რომ მოდელი მუშაობს სამყაროში რომელსაც აქვს 1 დროითი და 10 სივრცული განზომილება. ანუ მოდელი გვკარნახობს, რომ საჭიროა დავუბრუნდით კალუცას და კლაინის ძველ იდეას, რომ ჩვენი სამყაროს აქვს მეტი განზომილება ვიდრე ჩვენ ვხედავთ.
ექსტრა განზომილებებზე სიმების თეორიაში არაა წარმოდგენილი იმ სახით როგორც ესმოდათ ძველ კალუცა-კლაინის მოდელებში. დამატებით სივრცეს სიმების თეორიაში აქვს ძალიან მდიდარი ჩახლართული გეომეტრია. დამატებითი განზომილებები ჩახვეულია პატარა ზომებში და ჩვენ ვერ ვაფიქსირებთ მათ. თუმცა, სიდიდის მიუხედავად, მათ უნდა ქონდეთ გავლენა იმ საგნებზე რომლებზეც შეგვიძლია დაკვირვება, რადგან ექსტრა განზომილებების ფორმა განსაზღვრავს თუ როგორ შეუძლიათ სიმებს რხევა. სიმების თეორიაში ვიბრაცია განსაზღვრავს ყველაფერს, ნაწილაკების მასას, ძალების სიძლიერეს და ა. შ.. ბნელი ენერგიის რაოდენობაც შეიძლება განისაზღვროს ექსტრა განზომილებების ზომით და ფორმით. თუ შეგვეძლება გავიგოთ ექსტრა განზომილებების ფორმები მაშინ შევძლებთ გამოვთვალოთ ზემოთ ჩამოთვლილი მახასიათებლები. მაგრამ ჩვენ არ ვიცით ექსტრა განზომილების სახე, ჩვენ მხოლოდ გვაქვს მათემატიკით დაშვებული ფორმების სია. როდესაც სიმების თეორია პირველად ჩამოყალიბდა არსებობდა 5 კანდიდატი ფორმა, ეს არის ერთ ერთი მათგანი, რომელიც ცნობილი როგორც კალაბი-იავუს სივრცე.
როგორც ხედავთ, ექსტრა განზომილებები გადახლართულია და ქმნიან ძალიან საინტერესო სტრუქტურას. როდესაც იქნევთ ხელს, თქვენ მოძრაობთ ამ ექსტრა განზომილებებში, მაგრამ ისინი იმდენად მცირეა, რომ თქვენ ამას ვერ ამჩნევთ.
დროთა განმავლობაში კანდიდატი სივრცეების რიცხვი გაიზარდა და დაახლოებით 500 000-ს მიაღწია. ამ პრობლემის გამო მრავალმა მეცნიერმა გული აიცრუა მოდელზე, რადგან ამდენი კანდიდატი ფორმების გამო სიმების თეორია ვერასდროს მოგვცემდა კონკრეტულ შემოწმებულ ვარაუდებს. სწორედ ამ დროს მეცნიერებს თავში მოუვიდათ მულტი-სამყაროს იდეა. შესაძლოა, რომ ყველა ფორმის სივრცე რეალურია იმ გაგებით, რომ არსებობს მულტი-სამყარო, განსხავებული ექსტრა სივრცეებით. თუ ამ სამყაროებს აქვს განსხვავებული ექსტრა სივრცეები მაშინ თითოეულს ექნება განსხვავებული მახასიათებლები, მაგალითად ბნელი ენერგია.
იბადება კითხვა: როგორ შეიქმნა მულტი-სამყარო? არსებობს ინფლაციური კოსმოლოგიური მოდელი რომელიც აღწერს დიდ აფეთქებას. ამ მოდელის თანახმად დიდი აფეთქების დროს მოხდა არა ერთი, არამედ ურიცხვი რაოდენობის აფეთქება, რომლებმაც წარმოქმნეს უამრავი სხვადასხვა სამყარო ინდივიდუალური მახასიათებლებით. ჩვენი სამყარო გავს ერთ ბუშტს უზარმაზარი კოსმოსური ბუშტების აბაზანაში. როდესაც ამ ყველაფერს გავაერთიანებთ სიმების თეორიაში მივიღებთ, რომ თითოეულ სამყაროს გააჩნია ექსტრა განზომილებების განსხვავებული ფორმა, რომლებიც წარმოქმნიან განსხვავებულ ფიზიკურ მახასიათებლებს. იბადება ერთი დიდი კითხვა: შევძლებთ კი დავადასტუროთ მულტი-სამყაროს არსებობა? თუ რაც ვთქვით მართლაც ასეა და ირგვლივ სხვა მრავალი სამყარო გვახვევია, მაშინ დადგება დრო, როდესაც სხვა სამყარო მიეჯახება ჩვენ სამყაროს და ეს გამოიწვევს სივრცული ტემპერატურის ვარიაციების გაჩენას. შესაძლებელია ერთ დღეს ჩვენ დავაფიქსიროთ ეს მოვლენა და სწორედ ეს იქნება მულტი-სამყაროს მოდელის დადასტურება.
გამოყენებული მასალა:
http://www.ted.co..._life.html
