نظرية الاوتار

[physics023]

ما هي نظرية الاوتار ؟وما الفرق بينها وبين نظرية الاوتار الفائقة؟وكيف تتصلان ببعضهما؟

[فوزي نجيب حجاب]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاتة

اولا : مرحبا بك اخى الكريم فى المنتدى
ثانيا :
نظرية الاوتار هى مجموعة من الافكار الحديثة التى تبناها العلماء لوضع تفسير افضل و ادق للكون

لكن ما هى الفكرة الرئيسية للنظرية ؟؟ و هل هى صحيحة ام خاطئة ؟؟ وهل تم اثباتها ؟؟ والى اى مرحلة وصلت ؟؟ و ؟؟
ساحاول افيدك بما اعرف
تعتمد نظرية الاوتار على مبدا بسيط جدا وهو ان كل ما فى الكون ( انا وانت و الكمبيوتر و النجوم و كل شئ ) مكون من اوتار صغيرة متذبذبة مثل اوتار الكمان او العود و باختلاق التذبذب فان المادة تختلف سواء بروتون او الكترون او او فمثلا طريقة اهتزاز اوتار البروتون غير طريقة اهتزاز اوتار الالكترون
فى البداية كانت النظرية غريبة جدا ولا زالت كذلك .. وقابلت النظرية الكثير الكثير من الصعوبات فبعد مرحلة ما كانت النظرية عبارة عن 5 نسخ و تحير العلماء جدا حول هذا الامر فاى نسخة تصف كوننا الحقيقى ؟؟ و هل هذا يعنى وجود اكثر من كون ؟؟

قبل الدخول بهذا الامر .... نرجع الى العصور القديمة او بمعنى اصح الى بداية التاريخ
فالانسان منذ وضع قدماه على الارض قام بحساباتة على اساس من احتيجاتة
ففى البداية تعامل الانسان مع البعد الواحد و ذلك لكى يلبى متطلباتة وبعد ذلك تعامل مع البعدان عن قياس مساحات الاراضى و بعد ذلك اضطر الى التعامل مع البعد الثالث الارتفاع و ظلت تلك الابعاد كافية له حتى مطلع القرن الماضى
فى تلك الفترة كانت تسود الافكار الكلاسيكية لنيوتن ولكن مع بداية القرن الجديد حدث الثورة النسبية لاينشتين حيث اضاف بعد رابع وهو الزمن
فقال ان الزمن هو البعد الرابع و اننا نعيش فية لكن لا ندركة تماما .. فنحن نستطيع تخيل البعدان جيدا لكن البعد الثالث يحتاج لمهارات قليلة لكن امر البعد الرابع صعب جدا جدا
هوكنج نفسة يقول " انى اجد صعوبات فى تخيل البعد الثالث " !!!
ظلت الابعاد الاربعة مفهومة الى حد ما بالنسبة للانسان بعد ان وضع اينشتين نسبيتة العامة حاول جاهدا البحث عن النظرية الموحدة ( نظرية تفسر كل ما فى الكون من ادق الاشياء للمجرات ) وذلك من خلال دمج نظريتة النسبية مع النظرية الكهرومغناطيسية ولكن لم يفلح ولكن فى العقد الثانى من القرن العشرين كان هناك عالم يدعى كلاين اقترح وجود بعد خامس ملتف حول نفسة لا نراه
كيف ذلك ؟؟
لنبسط الامر ... انت تقف مثلا على بعد 50 متر من عمود انارة فتاره احادى البعد صح ؟؟ لكن اذا اقتربت لمسافة 20 سم فتراه جسم ثلاثى الابعاد ..فاين جاء البعدان ؟؟ البعدان كانا ملتفان حولنفسهما و بزيادة القرب يظهران و بنفس الكيفية فان هناك بعد خامس ملتف حول نفسة صغير جدا لا نراه و افتراض ذلك البعد اوضح العلاقات بين النظريتان النسبية العامة و الكهرومغناطيسية

لكن ما علاقة ذلك بنظية الاوتار ؟؟
ان نظرية الاوتار تقول ان عالمنا هو عالم ذو 10 ابعاد ( 9 مكانى - 1 زمانى ) ولكن هذا ليس فرض فهذا لابد منه لاهتزاز الاوتار
فقد وجد العلماء ان الاربع ابعاد لا تكفى لاهتزاز الاوتار بل تحتاج الى 10 ابعاد لاترازها

الان و بعدما وجد العلماء 5 نسخ منها ظن الكثير انها نهاية المطاف حتى عام 1995 ( عام مولدى ههههههههه ) حيث قام ادوارد ويتن بتطوير النظرية لتجعلها ذو 11 بعد و ادى ذلك الى ان الوتر بمقدورة الاتساع ليشكل كونا كاملا بمعنى اخر ان الكون ما هو الى وتر ضخم اطلق علية بران او غشاء و ذلك يعرف بنظرية ام ..
ادى ذلك الى وجود مفهوم جديد هو الاكوان الموازاية ( ملتى يونيفرس )
اى ان كوننا ما هو الا كون واحد ضمن اكوان كثيرة جدا
طبعا حتى الان لا يوجد اى دليل علمى على صحة تلك الافكار او اى دليل ضدها
ولكن كيف توحد نظرية الاوتار اكون او كيف تصفة بدقة ؟؟
الان توجد نظريتان تحكمان الفيزياء الحديثة هما النظرية النسبية العامة و النظرية الكمومية
النظرية النسبية العامة : وضعها البرت اينشتين عام 1915 و تقول ان الجاذبية ليست قوة كما اوضح نيوتن فما هى الا تحدب فى النسيج الكونى بمعنى اخر ان الكتل الضخمة تكون تحدب ( انثناء ) عندما تدحل الكواكب تلك الانثناءات فانها تسير معها فنشعر بالجاذبية
النظرية الكمومية : وتصف الذرة على ادق مقاييسها و تعتد على الاحتمالات و خاصة مبدا عدم الايقين ( الريبة ) الذى يقول اننا لا يمكنا ان نحدد خاصيتين ( كالسرعة و الموضع ) لجسم واحد فى نفس الوقت وذلك ليس لقصور فى اجهزة الرصد بل لانها طبيعة الجسيمات التحت ذرية ( كالبروتونات و الالكترونات )
و فى النظرية الكمومية توجد 3 قوي هى الكهرومغناطيسية و النووية القوية و النووية الضعيفة

الان .. ما الحاجة للتوحيد بينهم ؟؟ ولم هناك تعارض اصلا بين النظريتان ؟؟
فى الحقيقة .. سبب التعارض يكمن ( حسبما اعتقد ) فى اقدم مفاهيم العلم و هو السببية و الحتمية
فالعالم لابلاس يقول ان اذا عرف العالم وضع الكون بما هو علية و تمكن من وضع تلك المعطيات فى معادلة واحدة فان المستقبل يكون ظاهرا امام عينية
فكل شئ يمكن التنبو بة بنسبة 100% ولا مجال للخطا و هذا مرفوض تماما فى النظرية الكمومية
الشئ الثانى هو السببية .. وتعنى ان لكل سبب مسبب بمعنى لم سقطت التفاحة ؟؟ بسبب الجاذبية
لم تتساعر السيارة ؟؟ بسبب قوة دافعة
فلكل شئ سبب .. لكن فى النظرية الكمومية فتلك الفكرة ليست صحيحة كليا فمثلا ظاهرة النشاط الاشعاعى لا يمكنك ان تعرف اى ذرة ستنحل تحديدا كل ما يمكنك ان تعرفة ان كل 11 دقيقة ينحل نصف المادة لكن اى ذرة بالتحديد ؟؟ لا احد يعرف
حتى اذكر ان رزردفورد كان دايما يقول " كيف يقرر الالكترون ؟؟ " لان لا يوجد سبب واضح

من هنا تظهر الاعتراض بين النظريتان

لكن كيف توحد نظرية الاوتار الامر ؟؟
نظرية الاوتار تحاول دمج الجاذبية ( النسبية العامة ) مع المغناطيسية و القوية و الضعيفة ( الكومية ) وذلك عن طريق ان كل هذة القوي ما هى الا قوة وحيدة كانت موجودة بزمن الانفجار الكبير و انها كلها صور لشئ واحد

لكن ما فائدة التوحيد اصلا ؟؟ و هل هناك عوائق اخري غير المذكورة اعلاه ؟؟
العلماء لم يتضطروا يوما الى استخدام النظريتان معا فى نفس الوقت ( العامة و الكمومية ) الا فى حالة واحدة هى المفردة ( سواء بالثقوب السوداء او الانفجار الاعظم ) لان فى تلك الحالة تكون الامر ذو كتلة كبيرة ( فنطبق العامة ) و مقاييس صغيرة ( فنطبق الكمومية ) وهنا يحصل التضارب فكان هناك لزما للتوحيد

لكن ما العوائق ؟؟
العوائق تكمن فى فى ضعف قوة الجاذبية الملحوظة ايضا
فبالرغم من ان الجاذبية هى التى تبقينا على الارض ثابتين لكنها ضعيفة جدا بالمقارنة مع بقية القوى
وكان هذا امر محير جدا للعلماء .. فما السبب ؟؟

اولا :
اكتشف العلماء شئ يدعى الجسيم الرسول و هو جسيم مسئول عن نقل القوى بين الجسيمات فمثلا الجسيم الرسول للقوة القوية هو الغليون فهو اشبة بالكرة التى يتناقلها الجسيمان فيعمل على الشعور بالقوة

اكتشف العلماء جسيم رسول لكل القوة الا الجاذبية لكن فى الحسابات يوجد جسيم غير معرف ليس له كتلة
افترض العلماء ان هذا الجسيم هو الجسيم الرسول للجاذبية و يدعى الغرافتون

الان بما ان الجاذبية ضعيفة فما السبب ؟؟
العلماء افترضوا ان الاوتار المكونة للغرفتون ليست ملتصقة لكوننا فهى تتسرب لاكوان موازية فكل القوى الاخري اوتارها ملتصقة بالنسيج الكونى لذلك فنشعر بقوتها اما الجاذبية فلا فهى متحررة فاوتارها ليست ملتصقة بالنسيج الكونى فتنتقل لاكوان اخري فلا نشعر بقوتها

نرجع مرة اخري للعوائف .. الان العلماء يريدوا دمج كل القوى فكيف يدمجوا الجاذبية مع بقية هذة القوة الثلاثة
هذا السوال .. لا اجابة علية حتى الان ..

كل هذا جميل ..لكن هل لنظرية ام ( ذات 11 بعد ) علاقة بتفسير الكون و نشاتة .. ؟؟
ظهر بعض العلماء يتحدثوا عن الانفجار الكبير انة تصادم بين البرينز ( الاغشية ) وان الانفجار العظيم يحدث باستمرار وهذا يعرف ( بمعضلة لحظة الخلق ) حيث ان بعض العلماء اعتمدوا على هذة الجزئية فى تفسير نشوء الكون دون الحاجة الا خالق ومنهم العالم الشهير هوكنج الذى يقول ان الكون نشا بشكل عفوي

المهم

اين تحديات تلك النظرية ؟؟ واين تكمن ؟؟

تكم تحديات تلك النظرية فى ايجاد دليل عملى على صحتها فهى كما قلت لا يوجد دليل علمى و تجريبي يدعمها حتى الان ( حسب علمى )

كان ذلك معظم ما اعرف حول النظرية ربما اضيف معلومات اكثر ( اذا تذكرت ) حولها فى رد تالى

وسوف يفيدك الاساتذة الكرام فى الموضوع اكثر

[the brillient]

اتفق معك اخي فوزي في معظم ما قلته الا في جزئيه تفسير سبب التسميه

لقد ذكرت ان السبب في تسميه نظريه الاوتار بهذا الاسم ان كل شيء في الكون مكون من اوتار صغيره

راي ان السبب الرئيسي هو الاجسام التي اشرت لها المسئوله عن نقل القوي بين الاجسام يتم تبادلها بين الجسمين الواقعين تحت التاثير المتبادل(mutual effect)

هذه الجيمات تتصادم فيما بينها في مواضع معينه ولكن نظرا لعدم امكانيه تحديد نقطه التاثير التي تم فيها التصادم النهائي فان الشكل المتكون من التصادم يكون علي

صوره اطوال صغيره جدا طولها اقل من اقل طول معروف وهو الطول الكومتوني هذا الطول يتراوح قيمته بين 10^-30 و10^-34

هذه الاطوال تكون اوتار متناهيه الصغر وهذا في راي سبب التسميه

اما عن كيفيه توحيد القوي الثقاليه المتمثله في الجاذبيه والقوي الكهرومغناطيسيه القويه والضعيفه فانا متفق معاك فيما قلته غير ان الكلام النظري المجرد من الرياضيات المعبره عنه اجده دائما قاصر وان اصاب .

وشكرا

[walide]

اعتقد ان العبرات التى استخدمتها يا اخي فوزي تصعب الشرح

[wwassimm]

السلام عليكم
شكرا للافادة اخواني
صراحة أعجبني شرحك أخ فوزي
لكن هل افتراض وجود الأوتار هو أنها ما دون الذرة و أنه لا كتلة لها ؟

[الحسن الخطيب]

أخي الكريم wwassim هذه الأوتار لها كتلة و شكل إما خيطي أو حلقي

و هي المكون لكل شيء و تشكل الكتلة حسب ما يدعى آلة هيجنز و اهتزاز الحلقية منها يشكل الجاذبية
و هي مازالت نظرية قيد البحث

[فوزي نجيب حجاب]

اعتذر عن الغياب فى المشاركة فى الموضوع
شكرا اخى the brillient على التوضيح الجميل الذى اشرت الية