Θεωρία Χορδών & Κβαντική Βαρύτητα Βρόχων

Με αυτήν ασχολείται ο Cooper στο Bing Bang Theory!
Όχι δεν ξέρω περισσότερα, BAZZINGA!!

Αρχική Δημοσίευση από Civilara:

Σύμφωνα με τη θεωρία των χορδών κάθε στοιχειώδες σωματίδιο αποτελεί την έκφραση της ταλάντωσης μικροσκοπικών ενεργειακών ινών οι οποίες ονομάζονται κοσμικές χορδές. Αυτό ισχύει για όλα τα γνωστά στοιχειώδη σωματίδια είτε αυτά είναι υλικά σωματίδια (ηλεκτρόνιο, κουάρκ κλπ.) είτε κβαντικά σωματίδια (φωτόνια, βαρυτόνια κλπ.).

Η κοσμική χορδή είναι συσσωρευμένη ενέργεια σε μικροσκοπικό επίπεδο η οποία πάλλεται και ταλαντώνεται με ένα συγκεκριμένο τρόπο ο οποίος είναι ξεχωριστός για κάθε στοιχειώδες σωματίδιο. Για να είναι η θεωρία των χορδών μαθηματικά συνεπής, προβλέπει την ύπαρξη 11 διαστάσεων από τις οποίες οι 10 είναι χωρικές και η 1 χρονική. Οι 3 χωρικές διαστάσεις είναι αυτές που γνωρίζουμε και αντιλαμβανόμαστε μακροσκοπικά με τις αισθήσεις μας (μήκος, πλάτος, ύψος). Οι υπόλοιπες 7 χωρικές διαστάσεις δεν μπορούν να γίνουν μακροσκοπικά αντιληπτές διότι επικαλύπτονται από τις 3 χωρικές διαστάσεις οι οποίες κυριαρχούν στομακρόκοσμο. Οι 7 αυτές διαστάσεις δεν είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους αλλά στροβιλίζονται και περιπλέκονται μεταξύ τους. Η μεταξύ τους αυτή αλληλεξάρτηση καθορίζει το σχήμα της παλλόμενης κοσμικής χορδής. Το περίεργο αυτό 10διάστατο σχήμα της κοσμικής χορδής το οποίο δεν είναι στατικό αλλά μετακινείται και περιστρέφεται στο χρόνο είναι διαφορετικό για κάθε στοιχειώδες σωματίδιο. Δηλαδή ο τρόπος με τον οποίο πάλλεται μία κοσμική χορδή καθορίζει το είδος του στοιχειώδους σωματιδίου το οποίο αποτελεί την έκφραση της χορδής (π.χ. διαφορετικά πάλλεται μία κοσμική χορδή στο ηλεκτρόνιο, διαφορετικά στο κουάρκ, διαφορετικά στο φωτόνιο κλπ.) όπως ο τρόπος με τον οποίο πάλλεται μία χορδή του βιολιού αντιστοιχεί σε διαφορετική νότα. Η κοσμική χορδή όπως προαναφέρθηκε είναι μία ίνα συσσωρευμένης ενέργειας απειροστού πλάτους η οποία μπορεί είτε να είναι κλειστή είτε ανοικτή καμπύλη στο χώρο (το σχήμα της εξαρτάται από τον τρόπο με τον οποίο περιπλέκονται οι 7 χωρικές διαστάσεις στο μικρόκοσμο μεταξύ τους αλλά και πώς αυτές περιπλέκονται στις 3 μακροσκοπικές χωρικές διαστάσεις).

Η μάζα των στοιχειωδών σωματιδίων και κατ' επέκταση των υλικών σωμάτων αποτελεί έκφραση της παλλόμενης χορδής όταν αυτή πάλλεται σε χαμηλές ενεργειακές στάθμες. Όταν η ενέργεια της αυτξηθεί και ξεπεράσει κάποιο επίπεδο τότε η μάζα γίνεται ενέργεια. Με την θεωρία των χορδών οι επιστήμονες προσπαθούν να φτάσουν σε μία ενοποιητική θεωρία η οποία εξηγεί όλα τα μέχρι σήμερα γνωστά φαινόμενα και αποδεκτές θεωρίες με σκοπό να εξηγήσουν την δημιουργία του σύμπαντος.

Με λίγα λόγια ό,τι γνωρίζουμε είναι παλλόμενες χορδές ακόμα κι εμείς οι ίδιοι.

Click για ανάπτυξη...

Νομίζω ότι ανέφερες τα σημαντικότερα σημεία. Αν το προχωρήσουμε κι άλλο πάμε σε πολύ βαθιά νερά...

Το μόνο που έχω να προσθέσω είναι ότι η Θεωρία (Υπερ)χορδών είναι η καλυτέρη υποψήφια για τη θέση της λεγόμενης Θεωρίας των Πάντων και η μόνη που έχει καταφέρει μέχρι στιγμής, τουλάχιστον σε θεωρητικό επίπεδο να περιγράψει μέσω ενός κοινού μαθηματικού πλαισίου τα σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους αλλά και την καμπύλωση του χωροχρόνου όπως προβλέπει η Γενική Σχετικότητα.
Διάβασα πρόσφατα στο "Περισκόπιο της Επιστήμης" ότι η θεωρία των χορδών ενισχύει την πεποίθηση πολλών επιστημόνων για ύπαρξη παράλληλων Συμπάντων λόγω του μεγάλου αριθμού λύσεων που επιδέχεται...

Ένα πολύ ενδιαφέρον και αρκετά κατανοητό βίντεο σχετικά με τη Θεωρία χορδών...
https://www.ted.com/talks/lang/gre/brian_greene_on_string_theory.html

Αρχική Δημοσίευση από Civilara:

Θα ήταν πολύ ενδιαφέρον να παρατεθούν συγγράμματα στα ελληνικά από τους γνώστες του θέματος.

Click για ανάπτυξη...

Απ΄ οσο ξερω συγγραμματα στα ελληνικα δεν υπαρχουν. Υπαρχουν ομως εκλαικευμενα βιβλια μεταφρασμενα στα ελληνικα οπως πχ. το "Θεωρια Χορδων" του Lee Smolin. Για κατι πιο προχωρημενο χρειαζονται απιστευτες γνωσεις μαθηματικων και φυσικης μεταπτυχιακου επιπεδου.

String Theory απο το University of Cambridge Part III Mathematical Tripos:

https://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/string/string.pdf

Προσωπικα δεν εχω φτασει ακομα στο επιπεδο για να το διαβασω...

Ωραίος Semfer!

Αρχική Δημοσίευση από Semfer:

Για αρχη αν μπορεις γραψε μας τις βασικες αρχες που ακουσες. Παντως ειναι αρκετα προχωρημενο θεμα και δεν νομιζω να το γνωριζει καποιος εδω μεσα. Δεν διδασκεται καν στα προπτυχιακα προγραμματα τμηματων Φυσικης.

Click για ανάπτυξη...

Βασικά είναι λίγο δύσκολο να βρεις κάποιον που να έχει ασχοληθεί με το θέμα σοβαρά.Στα προπτυχιακά δεν προχωράνε συνήθως σε τέτοια θέματα.
Πιθανώς κάποιος μεταπτυχιακός της πυρηνικής να ξέρει κάποια πράγματα.

Αρχική Δημοσίευση από Semfer:

Απ΄ οσο ξερω συγγραμματα στα ελληνικα δεν υπαρχουν. Υπαρχουν ομως εκλαικευμενα βιβλια μεταφρασμενα στα ελληνικα οπως πχ. το "Θεωρια Χορδων" του Lee Smolin. Για κατι πιο προχωρημενο χρειαζονται απιστευτες γνωσεις μαθηματικων και φυσικης μεταπτυχιακου επιπεδου.

Click για ανάπτυξη...

Το βιβλίο απευθύνεται πιο πολύ σε αποφοιτους/φοιτητές θετικών τμημάτων παρά στο ευρύ κοινό.

Όσοι γνωρίζετε για τις συγκεκριμένες θεωρίες, μπορείτε λίγο να τις εξηγήσετε? Ξέρω ότι η θεωρία των χορδών μιλάει για μικρές χορδές από τις οποίες αποτελούνται όλα τα σωματίδια και ενώ αυτές ταλαντώνονται δίνουν στα σωματίδια της μορφή τους. Ακόμα και να ισχύει αυτό, γιατί να ονομαστεί θεωρία των πάντων? Όλα αποτελούνται από μικροσκοπικές χορδές, ε και? Το ίδιο και για την Κβαντική Βαρύτητα Βρόχων. Έκανα μια αναζήτηση αλλά δεν κατάλαβα και πολλά ο χαζός...

Click για ανάπτυξη...

Η φυση εχει 4 "δυναμεις" (αλληλεπιδρασεις τις λεμε στη φυσικη). Αυτες περιγραφουν τα παντα, για παραδειγμα οταν ακουμπας καποιον και του ασκεις μια δυναμη αυτο ειναι η ηλεκτρομαγνητικη (τα ηλεκτρονια σου αποθουν τα δικα του). Το οτι πατας στη γη και δεν πετας ειναι λογο της βαρυτητας. Η πυρηνικη βομβα ειναι η ισχυρη πυρηνικη και το φωσφοριζε πραγμα που εχει το ρολοι σου στους δεικτες ειναι η ασθενης πυρηνικη δυναμη.

Υπαρχει μια θεωρια που περιγραφει τρεις απο τις τεσσερεις δυναμεις, αυτη ειναι η κβαντικη θεωρια πεδιου απορεια της οποιας ειναι το λεγομενο καθιερομενο μοντελο που περιγραφει τις δυναμεις και τα σωματηδια της υλης.

Η τεταρτη δυναμη η βαρυτητα δεν χωραει μεσα στην προηγουμενη θεωρια, χαλαει τα μαθηματικα της.

Ο λογος που τα χαλαει ειναι οτι τα σωματηδια ολα τα θεωρουμε σημειακα, αλλα αν ειναι σημειακα συμφωνα με τη θεωρια της βαρυτητας θα επρεπε να εχουν απειρη βαρυτικη ελξη (αν θυμασαι η βαρυτητα ειναι αντιστρωφος αναλογη της ακτινας).

Το προβλημα ηρθε να το λυσει η θεωρια των χορδων που μεσες ακρες λεει οτι τα σωματηδια εχουν παρακατω δομη, δεν υπαρχει ηλεκτρονιο και φωτονιο, υπαρχουν χορδες οι οποιες ταλαντωνονται με διαφορετικο τροπο και αυτο που εμεις καταλαβαινουμε σαν ταλαντωση ειναι το ηλεκτρονιο το φωτονιο κτλ. Οπως οι χορδες ενος μουσικου οργανου δινουν διαφορετικες νοτες. Το καλο με αυτο το τροπο ειναι μπορεις να χωρεσεις και τη βαρυτητα εκει μεσα χωρις να χαλανε τα μαθηματικα γιατι εφοσων δεν εινια ολα σημειακα εχουν διασταση τοτε η βαρυτητα δεν ειναι απειρη.

Η θεωρια βρογχων (loop quantum gravity) ειναι διαφορετικο πραγμα, σκοπος της ηταν να δημιουργησει μια κβαντικη θεωρια η οποια να ειναι ανεξαρτητη υποβαθρου.

Για να γινω πιο σαφης, η κβαντομηχανικη και βεβαια η κλασικη νευτωνια φυσικη ειναι πραγματα τα οποια γινονται μεσα σε ενα ανεξαρτητο σταθερο χωρο και χρονο. Στο καρτεσιανο επιπεδο ας πουμε. Δηλαδη ο χρονος και ο χωρος υπαρχουν σαν ενα ακαμπτο και παγιο συστημα αναφορας ΜΕΣΑ ΣΤΟ ΟΠΟΙΟ η φυσικη και οι νομοι της δρουν. Αυτο λεγεται θεωρια με εξαρτηση στο υποβαθρο (δεν ξερω αν το μεταφραζω σωστα ειναι backround dependant theory)

Η γενικη θεωρια της σχετικοτητας απο την αλλη ειναι ανεξαρτητου υποβαθρου, δηλαδη ο χωρος και ο χρονος δεν ειναι η σκηνη μεσα στην οποια παιζεται το θεατρο αλλα ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ απο την αλληλεπιδραση των νομων της φυσης. Δεν υπαρχει χορος η χρονος, αυτα ειναι εννοιες που προκυπτουν και βγαινουν απο την υλη την ενεργεια και τους νομους της φυσης.

Οπως καταλβαινεις το δευτερο ειναι πολυ πιο ομορφο και κομψο σαν θεωρια.

Προσπαθησαν λοιπων να φτιαξουν μια κβαντομηχανικη που να λειτουργει ετσι. To εκαναν αυτο οριζοντας το χωρο και το χρονο με βαση τους νομους της φυσης και της κβαντομηχανικης, συμφωνα με αυτη ο χωροχρονος εχει δομη που θυμηζει ενα αφριζον πλεκτο πραγμα το οποιο ΟΡΙΖΕΤΑΙ απο και αλληλεπιδρα με τα σωματηδια. Μια ευχαριστη παρενεργεια ειναι οτι μπροεις να χωρεσεις εκει μεσα και την βαρυτητα.

Το προβλημα και των δυο θεωριων ειναι οτι δεν δινουν την γνωστη μας φυση, δηλαδη οταν ξεκινησεις να λυνεις τις εξισωσεις δεν καταλαηγεις πουθενα στο γνωστο μας ηλεκτρονιο πχ. Καταληγεις σε κατι που θυμηζει ηλεκτρονιο αλλα δεν ειναι.

Στις δε χορδες με τις οποιες ασχολουμαστε 40 χρονια χωρις αποτελεσμα εχεις και το εξτρα προβλημα οτι ειναι μη διαψευσημες, δεν υπαρχει πειραματικη προβλεψη που να μπροει να αποριψει τις χορδες. Αυτα.