Ο Αϊνστάιν κάποτε είχε πει πως αν μια θεωρία δεν παρέχει μια εικόνα που να μπορεί να καταλάβει κι ένα παιδί, τότε μάλλον είναι άχρηστη. Ευτυχώς, πίσω από τη θεωρία χορδών κρύβεται μια πολύ απλή φυσική εικόνα, μια εικόνα που βασίζεται στη μουσική.
Σύμφωνα με τη θεωρία χορδών, αν είχαμε ένα υπερ-μικροσκόπιο που να μας επιτρέπει να κοιτάξουμε στο εσωτερικό του ηλεκτρονίου, θα βλέπαμε πως δεν είναι ένα σημειακό σωματίδιο αλλά μια παλλόμενη χορδή. (Ο λόγος που τα υποατομικά σωματίδια φαίνονται σημειακά, είναι επειδή αυτή η μικροσκοπική χορδή μήκους Πλανκ, δηλαδή 10^-33 εκατοστών, είναι ένα δισεκατομμύριο δισεκατομμύρια φορές μικρότερη από το πρωτόνιο.) Αν μπορούσαμε να κρούσουμε αυτή τη χορδή, η ταλάντωση της θα άλλαζε και το ηλεκτρόνιο θα μετατρεπόταν σε νετρίνο. Αν την χτυπούσαμε ξανά, από νετρίνο θα γινόταν κουάρκ. Και αν τη χτυπούσαμε με αρκετή δύναμη, το ηλεκτρόνιο θα μπορούσε να μετατραπεί σε οποιοδήποτε από τα γνωστά υποατομικά σωματίδια. Έτσι, η θεωρία χορδών εξηγεί γιατί υπάρχουν τόσα διαφορετικά υποατομικά σωματίδια. Τα σωματίδια είναι απλά οι διάφορες «νότες» που μπορούν να παιχτούν σε μια υπερχορδή. Για παράδειγμα, σε μια χορδή βιολιού οι νότες λα, σι ή ντο δίεση δεν είναι βασικές. Χτυπώντας τη χορδή με διάφορους τρόπους, μπορούμε να παράγουμε όλες τις νότες της μουσικής κλίμακας. Η σι ύφεση, λόγου χάρη, δεν είναι πιο βασική από την σολ. Είναι όλες νότες σε μια χορδή βιολιού. Παρόμοια, τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκ δεν είναι βασικά, η χορδή όμως είναι. Στην ουσία, μπορούμε να πούμε ότι όλα τα υποατομικά σωματίδια που υπάρχουν στο σύμπαν είναι απλώς οι διαφορετικές ταλαντώσεις της χορδής και οι φυσικοί νόμοι είναι οι «αρμονίες» της.
Οι χορδές χωρίζονται και ξαναενώνονται, δημιουργώντας τις ατομικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ ηλεκτρονίων και πρωτονίων. Έτσι, μέσω της θεωρίας χορδών, μπορούμε να αναπαράγουμε όλους τους νόμους της ατομικής και πυρηνικής φυσικής. Οι «μελωδίες» που γράφονται στις χορδές αντιστοιχούν στους νόμους της χημείας. Με άλλα λόγια, μπορούμε να παρομοιάσουμε το σύμπαν με μια αχανή συμφωνία εγχόρδων.
Η θεωρία χορδών εξηγεί τα σωματίδια της κβαντικής θεωρίας ως μουσικές νότες του σύμπαντος, αλλά ταυτόχρονα εξηγεί και τη θεωρία της σχετικότητας -ως η χαμηλότερη ταλάντωση της χορδής, ως σωματίδιο με σπιν δύο και μηδενική μάζα, που μπορεί να ερμηνευθεί ως βαρυτόνιο, δηλαδή ως σωματίδιο ή κβάντο βαρύτητας. Υπολογίζοντας τις αλληλεπιδράσεις αυτών των βαρυτονίων, βρίσκουμε την παλιά θεωρία του Αϊνστάιν για τη βαρύτητα, σε κβαντική μορφή. Η χορδή, καθώς κινείται, σπάει και ξανασχηματίζεται, θέτει τεράστιους περιορισμούς στο χωρόχρονο. Αναλύοντας αυτούς τους περιορισμούς, βρίσκουμε πάλι με πολύ απλό τρόπο τη θεωρία του Αϊνστάιν. Κατά τον Έντουαρντ Γουίτεν, αν δεν είχε ανακαλύψει τη σχετικότητα ο Αϊνστάιν, μπορεί να την ανακαλύπταμε ως παράγωγο της θεωρίας χορδών. Κατά μία έννοια, η γενική σχετικότητα μας παρέχεται τζάμπα.
Ένας από τους λόγους που η θεωρία χορδών είναι τόσο γοητευτική είναι ότι παρομοιάζεται με τη μουσική. Το παράδειγμα της μουσικής μας βοηθά να κατανοήσουμε τη φύση του σύμπαντος, σε υποατομικά αλλά και συμπαντικό επίπεδο. Όπως έγραψε κάποτε ο γνωστός βιολιστής Γεχούντι Μενουχίν, «Η μουσική επιβάλλει τάξη στο χάος. Ο ρυθμός μετατρέπει την απόκλιση σε ομοφωνία, η μελωδία δίνει συνέχεια στο ασύνδετο και η αρμονία κάνει το ασύμφωνο συμβατό.»
Ο Αϊνστάιν έγραφε πως, μέσα από την αναζήτηση μιας ενοποιημένης θεωρίας πεδίου, θα κατάφερνε να «διαβάσει τον θεϊκό νου». Αν η θεωρία χορδών είναι σωστή, τότε ο νους του Θεού είναι η κοσμική μουσική που αντηχεί στα πέρατα του υπερχώρου των δέκα διαστάσεων. Οπως είπε κάποτε ο Γκόντφριντ Λάιμπνιτς, «Η μουσική είναι η ή αριθμητική άσκηση της ψυχής που ασύνειδα υπολογίζει.»
Ιστορικά, αυτή η σύνδεση μεταξύ μουσικής και επιστήμης ανάγεται στο πέμπτο π.Χ. αιώνα και τους Έλληνες Πυθαγόρειους, που ανακάλυψαν τους νόμους της αρμονίας και τους εξέφρασαν με μαθηματικό τρόπο. Οι Πυθαγόρειοι κατάλαβαν ότι ο τόνος μιας χορδής λύρας που πάλλεται αντιστοιχεί στο μήκος της. Διπλασιάζοντας το μήκος της χορδής, η νότα κατεβαίνει μία ολόκληρη οκτάβα, ενώ μειώνοντας την στα δυο τρίτα του αρχικού της μήκους, ο τόνος αλλάζει κατά ένα διάστημα πέμπτης. Επομένως, οι νόμοι της μουσικής και της αρμονίας μπορούν να εκφραστούν ως συγκεκριμένες αριθμητικές σχέσεις. Γι' αυτό οι Πυθαγόρειοι έλεγαν το περίφημο «τα πάντα είναι αριθμός» [Τα των αριθμών στοιχεία των όντων πάντα... είναι]. Στην αρχή, ενθουσιασμένοι με το εύρημα τους, αποτόλμησαν να το εφαρμόσουν σε ολόκληρο το σύμπαν. Η προσπάθεια τους όμως απέτυχε λόγω της απίστευτης πολυπλοκότητας της ύλης. Κατά μία έννοια, πάντως, με τη θεωρία χορδών, οι φυσικοί αναβιώνουν το όραμα των αρχαίων Πυθαγορείων.
πηγες : Michio Kaku, Παράλληλοι Κόσμοι
[ Το μήνυμα τροποποιήθηκε από τον/την : aviectus στις 25-01-2011 06:02 ]
