#_CRON_JOB_#
#_CRON_JOB_#
07/01/2011 08:12
ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΣΧΟΛΙΟΥ

Μια Γεωμετρική Θεωρία του Παντός

Κατά βάθος, τα σωματίδια και οι δυνάμεις του σύμπαντος είναι η εκδήλωση μιας θεσπέσιας γεωμετρίας.

Των Garrett Lisi και James Owen Weatherall

Η σύγχρονη φυσική ξεκίνησε με μια σαρωτική ενοποίηση: το 1687 ο Ισαάκ Νεύτων απέδειξε ότι ο κυκεώνας των διαφόρων θεωριών οι οποίες περιέγραφαν τα πάντα, από την κίνηση των πλανητών μέχρι την ταλάντωση των εκκρεμών, ήταν απλώς διαφορετικές εκφάνσεις ενός παγκόσμιου νόμου, του νόμου της βαρύτητας. Η ενοποίηση αυτή έπαιξε, έκτοτε, πρωταρχικό ρόλο στη φυσική. Στα μέσα του 19ου αιώνα ο Τζέημς Κλαρκ Μάξγουελ ανακάλυψε ότι ο ηλεκτρισμός και ο μαγνητισμός ήταν οι δύο όψεις του ηλεκτρομαγνητισμού. Εκατό χρόνια αργότερα ο ηλεκτρομαγνητισμός ενοποιήθηκε με την ασθενή πυρηνική δύναμη η οποία διέπει τη ραδιενέργεια, σε αυτό που οι φυσικοί ονόμασαν ηλεκτρασθενή θεωρία.

Αυτή η αναζήτηση για την ενοποίηση έχει ως κινητήρια δύναμη, πρακτικές, φιλοσοφικές και αισθητικές ανησυχίες. Όταν είναι επιτυχής, η ενοποίηση των θεωριών καταυγάζει την αντίληψη που έχουμε για το σύμπαν και μας οδηγεί στην ανακάλυψη καινούργιων πραγμάτων τα οποία αλλιώς δε θα τα είχαμε υποψιαστεί. Το μεγαλύτερο μέρος της δραστηριότητας στην πειραματική σωματιδιακή φυσική το οποίο διεξάγεται σήμερα σε επιταχυντές, όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο CERN κοντά στη Γενεύη, περιλαμβάνει την έρευνα σε καινοφανή φαινόμενα τα οποία προβλέπονται από την ενοποιημένη ηλεκτρασθενή θεωρία. Επιπροσθέτως της πρόβλεψης νέων φυσικών φαινομένων, μια ενοποιημένη θεωρία παρέχει μια αισθητικώς ικανοποιητικότερη εικόνα για τη λειτουργία του σύμπαντος. Πολλοί φυσικοί μοιράζονται τη διαίσθηση ότι στο βαθύτερο επίπεδο, όλα τα φυσικά φαινόμενα αντιστοιχούν στο μορφότυπο κάποιων πανέμορφων μαθηματικών δομών.

Η τρέχουσα βέλτιστη θεωρία των μη βαρυτικών δυνάμεων – της ηλεκτρομαγνητικής, της ασθενούς και της ισχυρής πυρηνικής δύναμης – ολοκληρώθηκε κατά μεγάλο βαθμό στη δεκαετία του 70 και έγινε ευρέως γνωστή ωε το Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής. Μαθηματικά, η θεωρία περιγράφει αυτές τις δυνάμεις και τα σωματίδια ως τη δυναμική συμπεριφορά κομψών γεωμετρικών αντικειμένων που ονομάζονται ομάδες Λι και νηματικές δέσμες. Εντούτοις, αυτή η θεώρηση μοιάζει κάπως με σύμφυρμα· κάθε δύναμη διέπεται από ξεχωριστό γεωμετρικό αντικείμενο. Με την πάροδο των ετών οι φυσικοί πρότειναν διάφορες Μεγάλες Ενοποιημένες Θεωρίες σύμφωνα με τις οποίες ένα μοναδικό γεωμετρικό αντικείμενο θα εξηγούσε όλες αυτές τις δυνάμεις, αλλά κανείς δεν μπορεί να ισχυριστεί με βεβαιότητα αν κάποια από αυτές τις θεωρίες είναι αληθής.

Οι φυσικοί σήμερα αντιμετωπίζουν ένα ακόμα βαθύτερο πρόβλημα στην προσπάθεια της ενοποίησης. Σε μια πλήρως ενοποιημένη θεωρία, η βαρύτητα και η ύλη θα πρέπει να συνδυάζονται φυσικά με τις άλλες δυνάμεις, σε ένα σύνολο όπου όλες θα αποτελούν τμήματα μιας μοναδικής μαθηματικής δομής – σε μια Θεωρία του Παντός. Από τη θεωρία των χορδών της δεκαετίας του 80, το κυρίαρχο ερευνητικό πρόγραμμα στη θεωρητική σωματιδιακή φυσική ήταν η προσπάθεια να περιγραφεί η βαρύτητα και το Καθιερωμένο Μοντέλο χρησιμοποιώντας περίτεχνες δομές χορδών και μεμβρανών οι οποίες πάλλονται σε πολλές διαστάσεις του χωρόχρονου.

Αλλά η θεωρία των χορδών δεν είναι η μοναδική τέτοια προσπάθεια. Μια εναλλακτική προσέγγιση στο θέμα, η κβαντική βαρύτητα βρόγχων (LQG) χρησιμοποιεί ένα πιο μινιμαλιστικό πλαίσιο, εγγύτερα στο Καθιερωμένο Μοντέλο. Δομώντας επάνω σε αυτή την έμπνευση, ο Γκάρετ Λίζι πρότεινε μια νέα ενοποιημένη θεωρία το 2007. Η βασική ιδέα είναι η επέκταση των Μεγάλων Ενοποιημένων Θεωριών και η ενσωμάτωση της βαρύτητας ωε τμήμα ενός συνεπούς γεωμετρικού πλαισίου. Σε αυτή την ενοποιημένη θεωρία πεδίου, η οποία ονομάζεται θεωρία Ε8, όλες οι δυνάμεις και η ύλη περιγράφονται ως ένα συστρεφόμενο γεωμετρικό αντικείμενο.

Όλες οι νέες ιδέες θα πρέπει να υποστούν τη βάσανο τη δοκιμής και αυτή εδώ δεν αποτελεί εξαίρεση. Πολλοί φυσικοί είναι παραμένουν σκεπτικοί απέναντί της – και ορθά. Η θεωρία παραμένει ατελής. Αλλά ακόμα και σε αυτό το πρώιμο στάδιο ανάπτυξης, αποκαλύπτει μερικές από τις όμορφες δομές οι οποίες πρωταγωνιστούν στα βαθύτερα επίπεδα της φύσης και κάνει προβλέψεις για νέα σωματίδια τα οποία μπορεί να ανακαλύψει ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC). Αν και οι φυσικοί δεν βρίσκονται ακόμα κοντά στην ολοκλήρωση της μακράς αναζήτησης για την ενοποίηση, η θεωρία Ε8 είναι ένα σημαντικό βήμα σε αυτό το ταξίδι.

Scientific American, Δεκέμβριος 2010

Απόδοση: Γιάννης Φαίλτωρ

ΣΧΟΛΙΑ

  1. Μικρός Οδυσσέας avatar
    Μικρός Οδυσσέας 07/01/2011 14:48:36

    Γιάννο σε ευχαριστούμε για το εξαιρετικό κομμάτι που μπήκες στον κόπο να μεταφράσεις

    • Strange Attractor avatar
      Strange Attractor @ Μικρός Οδυσσέας 08/01/2011 11:58:27

      Έξοχο.
      (Ακούω πως τελευταία ασχολείται κι ο Γιακουμάτος με την αναζήτηση της θεωρίας των πάντων.)

  2. Βασίλης Τάνταλος avatar
    Βασίλης Τάνταλος 24/06/2012 04:08:08

    http://www.readpoint.com/book.aspx?id=405863

    • Βασίλης Τάνταλος avatar
      Βασίλης Τάνταλος @ Βασίλης Τάνταλος 24/06/2012 04:10:57

      Ο παραπάνω είναι ο σωστός σύνδεσμος του βιβλίου μου.

ΑΠΟΣΤΟΛΗ ΣΧΟΛΙΟΥ

Τα δεδομένα σας είναι ασφαλή! H διεύθυνση email δε θα δημοσιευθεί. Τα στοιχεία θα χρησιμοποιηθούν αποκλειστικά για τη δυνατότητα σχολιασμού στο antinews.gr .

Tα πεδία με αστερίσκο (*) είναι υποχρεωτικά.