 |
|
برایان گرین و نظریهی ریسمان
فهرست مندرجات
.
برایان گرین
برایان گرین (Brian Greene) (زاده‌ی ۹ فوریه ۱۹۶۳ م، در نیویورک)، فیزیکدان آمریکایی و یکی از نظریه‌پردازان نظریه ریسمان است. وی در ۱۲ سالگی آن‌چنان در ریاضی توانایی پیدا کرد که یک استاد دانشگاه به او خصوصی درس می‌داد. گرین در سال ۱۹۸۰ وارد دانشگاه هاروارد شد و لیسانس فیزیک گرفت، و در سال ۱۹۹۶ دکترای خود را با بورس رودز از دانشگاه آکسفورد به‌ست آورد. او از سال ۱۹۹۶ تا کنون در دانشگاه کلمبیا به‌تدریس و پژوهش در کیهان‌شناسی و نظریهی ریسمان می‌پردازد. پیش از این او در سال ۱۹۹۰ به دانشکده‌ی فیزیک دانشگاه کرنل پیوسته بود. وی استادی خود را در سال ۱۹۹۵ در این دانشگاه گرفته است.
آن‌چه در زیر می‌آید، سخنرانی برایان گرین درباره‌ی نظریهی ریسمان، در مجموعه همایش جهانی تد (TED) است
تِد (TED، مخفف Technology-Entertainment-Design) یک مجموعه‌ی همایش جهانی است که توسط بنیاد Sapling که سازمانی غیرانتفاعی خصوصی است، با شعار «ایده‌ها ارزش گسترش دارند»، برگزار می‌شود. تد در فوریه‌ی ۱۹۸۴ (اسفند ۱۳۶۲) به‌عنوان یک رویداد تکی پایه‌گذاری شد. مجموعه‌ی همایش سالیانه از ۱۹۹۰ شروع شد. تمرکز اولیه‌ی تد روی تکنولوژی و طراحی با ریشه‌های دره‌ی سیلیکون (Silicon Valley)، نام رایج و غیررسمی منطقه‌ای در حدود ۷۰ کیلومتری جنوب شرقی سانفرانسیسکو در حومه‌ی سانتا کلارا، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا بود، اما از آن به بعد تمرکزش وسیع‌تر شده است تا سخنرانی‌هایی را از موضوعات علمی، فرهنگی و دانشگاهی زیادی شامل شود.
در سال ۱۹۱۹، یک ریاضیدان گمنام آلمانی به‌نام تئودور کالوزا یک ایده‌ی جسورانه، و به‌نوعی عجیب و غریب را مطرح کرد. او پیشنهاد داد که جهان ما شاید در حقیقت بیش از آن سه بُعدی داشته باشد که از وجودشان آگاهیم. یعنی علاوه بر چپ-راست، جلو-عقب، و بالا-پایین، کالوزا پیشنهاد داد که شاید ابعاد فضایی بیش‌تری وجود داشته باشد که به‌دلایلی هنوز ندیده‌ایم. حال، وقتی یک نفر یک ایده‌ی جسورانه و عجیب مطرح می‌کند، گاهی فقط همین است - یعنی فقط جسورانه و عجیب است و هیچ دخلی به جهان اطرافمان ندارد. ولی این ایده‌ی به‌خصوص - گرچه هنوز نمی‌دانیم که درست است یا غلط، و در پایان، در مورد آزمایش‌هایی صحبت خواهم کرد که در چند سال آتی، شاید به ما درست یا غلط بودنش را نشان دهند - ولی به‌هر حال این ایده، تاثیر عمده‌ای بر فیزیک قرن گذشته داشته است و مدام به تحقیقات پیشرفته دامن زده است.
بنابراین من دوست دارم کمی از داستان این ابعاد اضافه برایتان بگویم. خب کجا برویم؟ برای شروع ما بایستی مقداری به‌عقب برگردیم. برویم به‌سال ۱۹۰۷. این سالی است که اینشتین در تب‌وتاب اکتشافِ نظریهی نسبیت خاص به‌سر می‌برد. و تصمیم می‌گیرد روی یک پروژه‌ی تازه کار کند - که تلاش می‌کند تا نیروی عظیم و فراگیر گرانش را درک کند. و در آن هنگام، بسیاری از افراد بودند که فکر می‌کردند این پروژه دیگر حل شده است. نیوتون در اواخر ۱۶۰۰ نظریهی گرانشی‌ای را به جهان عرضه کرده بود که به‌خوبی کار می‌کرد، حرکت سیارات را توصیف می‌کرد، حرکت ماه و مانند این‌ها، سقوط سیب‌ها از درختان [اشاره به داستانی که درستی‌اش مورد تردید است]، که به‌سر آدم می‌خورد. همه‌ی آن‌ها توسط کار نیوتن قابل توضیح بود.
ولی اینشتین فهمید که نیوتن بعضی چیزها را از داستان‌‌اش خارج کرده است، چون‌که حتی خود نیوتن هم نوشته بود که با وجودی که فهمیده چطور می‌توان تاثیر جاذبه را محاسبه کرد، او نتوانسته بفهمد که واقعاً چه‌جوری کار می‌کند. چطوری خورشید که ۹۳ میلیون مایل فاصله دارد، به‌طریقی روی حرکت زمین تاثیر می‌گذارد؟ چگونه خورشید از داخل فضای خالی می‌گذرد و اثر می‌گذارد؟ و این کاری بود که اینشتین تصمیم گرفت به انجام برساند - تا نشان دهد که گرانش چطور عمل می‌کند. و بگذارید به‌شما چیزی را که او یافت نشان بدهم. اینشتین دریافت که وسیله‌ای که جاذبه را انتقال می‌دهد خود فضا است. ایده‌ی آن به این صورت است که: تصور کنید فضا لایه‌ای از همه‌چیز است.
اینشتین گفت که اگر ماده وجود نداشته باشد، فضا صاف و تخت است. ولی اگر ماده در محیط وجود داشته باشد، مثل خورشید، باعث می‌شود که بافت فضا پیچ‌وتاب بخورد، انحنا پیدا کند. و آن نیروی جاذبه را انتقال می‌دهد. حتی زمین هم فضای اطرافش را پیچ‌وتاب می‌دهد. حال به ماه بنگرید. برپایه‌ی این ایده، ماه در مدار نگه‌داشته می‌شود به این خاطر که در راستای فرورفتگی محیط خمیده‌ای غلت می‌خورد که خورشید و ماه و زمین، همه‌شان به‌دلیل حضورشان تشکیل داده‌اند. به‌نمای کلی آن می‌رویم. زمین خودش در مدار خود نگه داشته شده برای این‌که در راستای فرورفتگی محیطی که بر اثر حضور خورشید خم شده، می‌غلتد. این ایده‌ی نوینی از طرز کار واقعی جاذبه است.
حال، این ایده در ۱۹۱۹ به‌وسیله‌ی مشاهدات ستاره‌شناسی مورد آزمایش قرار گرفت. واقعاً کار می‌کرد. داده‌ها را توضیح می‌داد. و این برای اینشتین امتیاز بزرگی در سراسر جهان به ارمغان آورد. و این همان‌چیزی بود که کالوزا را به فکر واداشت. او، مانند اینشتین، به‌دنبال چیزی بود که به آن «نظریهی یک‌پارچه» گفته می‌شود. یعنی یک نظریهی که آن قادر است تمام نیروهای طبیعت را بر اساس یک دسته از ایده‌ها، یک دسته از قواعد، یا اگر بخواهید با یک معادله‌ی اصلی (جامع) توضیح دهد. پس کالوزا به‌خودش گفت، اینشتین توانسته جاذبه را بر اساس پیچش‌ها و خمیدگی‌های فضا توضیح دهد - در حقیقت و به‌طور دقیق‌تر و جامع‌تر، فضا و زمان. شاید من بتوانم همین بازی را با نیروی شناخته شده‌ی دیگری انجام دهم، که در آن زمان، به‌نام نیروی الکترومغناطیسی شناخته می‌شد - ما امروزه دیگر نیروها را هم می‌شناسیم، ولی در آن زمان آن تنها موردی بود که مردم درباره‌اش فکر می‌کردند. می‌دانید، نیروی مسئول الکتریسیته و جاذبه‌ی مغناطیسی و غیره.
پس کالوزا گفت، شاید من بتوانم همین کار را انجام دهم و نیروی الکترومغناطیسی را بر اساس پیچش‌ها و انحناها توضیح دهم. آن این پرسش را به‌وجود می‌آورد که: پیچش و انحنا در چه؟ اینشتین پیش‌تر از فضا و زمان استفاده کرده بود. پیچش‌ها و خمیدگی‌ها برای توضیح جاذبه. به‌نظر نمی‌آمد چیز دیگری برای پیچ‌خوردن و خم‌شدن وجود داشته باشد. پس کالتوزا گفت، خب شاید ابعاد دیگری از فضا وجود داشته باشد. او گفت، اگر من بخواهم یک نیروی دیگر را توضیح دهم، شاید نیاز به یک بعد اضافه داشته باشم. بنابراین برای جهان چهار بُعد در نظر گرفت، نه سه‌تا، و فرض کرد که الکترومغناطیس در واقع پیچ‌ها و خمیدگی‌ها در این بُعد چهارم است. حالا مسئله این‌جاست: وقتی‌که او معادلات توصیف‌‌گر پیچ‌وخم‌ها را در جهانی با چهار بُعد فضا به‌جای سه بُعد نوشت، او به معادلاتی رسید که اینشتین در سه بُعد به‌دست آورده بود - آن‌ها برای جاذبه بودند - ولی او به‌خاطر یک بُعد اضافه، یک معادله‌ی اضافه پیدا کرد. و وقتی معادله را دید. چیزی نبود جز همان معادله‌ای که دانشمندان برای مدت‌ها آن را به‌عنوان توضیح دهنده‌ی نیروی الکترومغناطیس می‌شناختند. شگفت‌انگیز بود - همان ظاهر شده بود. او آن‌قدر از این یافته ذوق‌زده شده بود که دور خانه‌اش می‌دوید در حالی‌که فریاد «پیروزی» سر می‌داد - که «نظریهی یک‌پارچه» را یافته است.
حال آشکارا، کالوزا مردی بود که نظریه را زیادی جدی گرفت. در حقیقت او - داستانی در موردش هست که وقتی می‌خواست شنا یاد بگیرد، او اول کتابی را خواند، رساله‌ی شنا کردن و بعد شیرجه زد توی اقیانوس. این مردی است که می‌خواست جانش را روی یک نظریه به‌خطر بیاندازد. حالا، ولی برای کسانی از ما که مقدار بیش‌تری ذهن عمل‌گرا داریم، بی‌درنگ دو پرسش از این مشاهده پیش می‌آید. شماره‌ی یک: اگر ابعاد بیش‌تر فضا وجود دارند، کجا هستند؟ به‌نظر نمی‌آید که آن‌ها را ببینیم. و شماره‌ی دو: آیا واقعاً این نظریه در ریزکاری‌ها جواب می‌دهد، وقتی‌که سعی دارید آن را برای جهان اطرافمان به‌کار ببندیم؟ حال اولین پرسش در سال ۱۹۲۶ توسط شخصی به‌نام اسکار کلاین پاسخ داده شد. او پیشنهاد داد که شاید ابعاد به دو شکل مطرح شوند - شاید یک سری ابعاد بزرگ و آسان-دید باشند، ولی شاید یک سری ابعاد دیگر، ریز و در خود حلقه-شده باشند، آن‌قدر ریز حلقه شده باشند، که با این‌که تمام دور و برمان را فرا گرفته‌اند، آن‌ها را نمی‌بینیم.
بگذارید آن‌را به‌طور تصویری به شما نشان بدم. خب تصور کنید که به‌چیزی نگاه می‌کنید مثل یک سیم نگهدارنده‌ی چراغ راهنمایی. آن در منهتن است. شما در پارک مرکزی هستید - به‌نوعی بی‌ربط است - ولی سیم از فاصله‌ی دور، یک بُعدی به‌نظر می‌رسد، ولی من و شما می‌دانیم که سیم دارای ضخامت است. گرچه از فاصله‌ی خیلی دور دیدنش دشوار است. ولی اگر نزدیک شویم و به، بگویید، یک مورچه‌ی کوچک که گردش می‌کند نگاه کنید - مورچه‌های کوچک آن‌قدر ریزند که می‌توانند به همه‌ی ابعاد دسترسی داشته باشند - به بُعد طولی، ولی هم‌چنین جهت ساعت‌گرد و جهت پادساعت‌گرد. امیدوارم قدر این را بدانید. خیلی طول کشید تا مورچه‌ها را حین این عمل گیر بیاندازیم.
ولی این مثال این واقعیت را نشان می‌دهد که ابعاد می‌توانند به‌دو دسته تقسیم شوند: بزرگ و کوچک. و این ایده که شاید ابعاد بزرگ اطرافمان آن‌هایی باشند که به‌سادگی می‌توانیم ببینیم، ولی شاید ابعاد بیش‌تری وجود داشته باشند که حلقه شده باشند، تقریباً مانند بخش دایره‌وارِ آن سیم، آن‌قدر ریز که تا به‌حال پنهان باقی مانده‌اند. بگذارید نشانتان دهم که چطوری به‌نظر می‌رسند. پس اگر ما به‌طور مثال به‌خود فضا بنگریم - البته که من فقط می‌توانم دو بُعد در صفحه نشان بدهم. شاید بعضی از شما روزی این مشکل را حل کنید، ولی هر چیزی که در صفحه به‌صورت تخت نیست یک بعد جدید است، ریزتر برویم و ریزتر و ریزتر، و بسیار پایین در اعماق میکروسکوپی خود فضا - این ایده هست که: می‌توانیم ابعاد حلقه شده‌ی اضافی داشته باشیم.
این‌جا شکل کوچکی از دایره است - آن‌قدر کوچک که نمی‌توانیم ببینیم‌شان. ولی اگر شما یک مورچه‌ی فوق میکروسکوپی بودید که قدم می‌زدید، می‌توانستید در ابعاد بزرگی که همه‌مان می‌شناسیم راه بروید - آن مثل بخش شبکه‌ای است - ولی در عین حال می‌توانستید به بُعد حلقه-شده‌ی خُرد هم دسترسی داشته باشید این‌قدر ریز است که با چشم غیرمسلح نمی‌توانیم آن را ببینیم حتی با بهترین ابزار پیشرفته‌مان هم نمی‌توانیم ببینیم. ولی در ژرفای خود بافت فضا جا گرفته‌اند، ایده این است که ممکن است ابعاد بیش‌تری از آن‌هایی که می‌بینیم وجود داشته باشند. حال آن توضیحی است برای این‌که چگونه جهان می‌تواند ابعاد بیش‌تری از آن‌هایی که می‌بینیم داشته باشد. ولی در مورد دومین پرسشی که پرسیدم چه: آیا این نظریه واقعاً وقتی می‌خواهید آن را در مورد جهان واقعی به‌کار ببرید جواب می‌دهد؟
خوب، از قضا اینشتین و کالوتزا و خیلی‌های دیگر روی اصلاح این چهارچوب کار کردند و آن را در مورد فیزیک جهان، آن‌طور که در آن زمان شناخته بود به‌کار بردند، ولی در جزئیات، آن جواب نداد. در جزئیات، مثلاً آن‌ها نمی‌توانستند جرم الکترون را طوری به‌دست آورند که در نظریه به‌درستی جواب دهد. بسیاری مردم رویش کار کردند، ولی تا دهه‌ی چهل، به‌طور حتم تا دهه‌ی پنجاه این ایده‌ی غریب ولی بسیار قانع‌کننده که چطور می‌شود تمام قوانین فیزیک را متحد کرد از میان رفته بود. تا وقتی‌که پدیده‌ی شگرفی در عصر ما رخ داد. در عصر ما، روش جدیدی برای یگانه ساختن قوانین فیزیک توسط فیزیکدانانی مثل من، و خیلی‌های دیگر در سراسر جهان دنبال می‌شود، نام آن همان‌طور که مستحضرید «نظریهی ابرریسمان» است. و نکته‌ی شگفت‌انگیز این‌جاست که نظریهی ابرریسمان در نگاه اول هیچ دخلی به ابعاد اضافه ندارد، ولی وقتی که نظریهی ابرریسمان را مورد مطالعه قرار می‌دهیم، پی می‌بریم که آن ایده را به‌شکل جالب و جدیدی وارد کار می‌کند.
خب پس بگذارید به شما بگویم که از چه قرار است. نظریهی ابرریسمان - چی هست؟ خب، این یک نظریه است که تلاش دارد به این پرسش پاسخ بدهد: اجزای اصلیِ اولیه‌ی غیر قابل تقسیم که تمام جهان اطرافمان را تشکیل داده‌اند چیستند؟ ایده به این شکل است. تصور کنید که به یک شیی آشنا نگاه می‌کنیم، مثل یک شمع در جاشمعی. و تصور کنید که می‌خواهیم بفهمیم از چه ساخته شده. ما به سفری در اعماق داخل شیی می‌رویم و اجزایش را بررسی می‌کنیم. در ژرفای ژرفای آن - همه می‌دانیم که اگر به‌قدر کافی پیش برویم به اتم‌ها می‌رسیم. ما هم‌چنین می‌دانیم که اتم‌ها پایان ماجرا نیستند. آن‌ها الکترون‌های ریزی دارند که دور یک هسته از نوترون و پروتون می‌چرخند. حتی نوترون‌ها و پروتون‌ها ذرات ریزتری داخل‌شان دارند به‌نام کوارک‌ها. این‌جا مکانی است که ایده‌های مرسوم متوقف می‌شوند.
ایده‌ی تازه‌ی نظریهی ریسمان این‌جا وارد می‌شود. در اعماق این ذرات، چیز دیگری وجود دارد. این چیز دیگر، تارهای رقصنده‌ی انرژی است. مثل یک رشته مرتعش به‌نظر می‌آید - ایده‌ی نظریهی ریسمان از این‌جا می‌آید. و درست همان‌طور که تارهای مرتعش در ویلیون سل به حالت‌های متفاوتی می‌لرزند، این‌ها هم می‌توانند در حالت‌های مختلفی بلرزند. البته آن‌ها نوت‌های موسیقیایی متفاوت ایجاد نمی‌کنند. بلکه، آن‌ها ذرات متفاوتی را که جهان پیرامون ما را می‌سازند، تولید می‌کنند. بنابراین اگر این ایده‌ها صحیح باشند، در مقیاس فوق میکروسکوپی جهان به این شکل به‌نظر خواهد آمد. جهان از شمار عظیمی از این رشته‌های مرتعش انرژی تشکیل شده که در فرکانس‌های متفات نوسان می‌کنند. فرکانس‌های متفاوت، ذرات مختلف را می‌سازند. و ذرات مختلف مسئول پیدایش این همه شکوهی هستند که در اطرافمان می‌بینیم.
و آن‌جا شما یگانگی و یک‌پارچگی را می‌بینید، به این خاطر که ذرات ماده، الکترون‌ها و کوارک‌ها، ذرات تابشی، فوتون‌ها، گراویتون‌ها، همه و همه از یک چیز ساخته شده‌اند. بنابراین ماده و نیروهای طبیعت با هم تحت عنوان رشته‌های مرتعش در یک مرجع قرار می‌گیرند. و آن چیزی‌ست که از یک نظریهی یک‌پارچه انتظار داریم. نکته مسئله این‌جاست. وقتی‌که ریاضیات نظریهی ریسمان را مطالعه می‌کنید، می‌بینید که آن در جهانی که فقط سه بُعد فضا دارد کار نمی‌کند. هم‌چنین در جهانی که چهار بُعد، پنج، حتی شش تا بُعد دارد کار نمی‌کند. سرانجام می‌توانید معادلات را بررسی کنید و نشان دهید که فقط در جهانی که ۱۰ بُعد فضا و یک بعد زمان دارد کار می‌کند. این درست ما را به ایده‌ی کالوزا و کلاین سوق می‌دهد - که جهان ما، اگر به‌درستی توصیف شود، ابعاد بیش‌تری از آن‌هایی که می‌بینیم دارد.
حال، ممکن است در موردش فکر کنید و بگویید خب باشد، ولی اگر ابعاد بیش‌تری هستند، و واقعاً به‌سختی حلقه شده‌اند، آره! شاید اگر خیلی ریز باشند آن‌ها را نبینیم. ولی اگر تمدن ریزی از آدم سبزها که برای خودشان می‌گردند آن پایین باشند، و به‌قدر کافی ریز باشند ما آن‌ها را هم نخواهیم دید، این درست است. یکی دیگر از پیش‌بینی‌های نظریهی ریسمان - نه، آن از دیگر پیش‌بینی‌های نظریهی ریسمان نیست.
ولی این سوال را بر می‌انگیزد: آیا ما فقط سعی داریم از مسئله‌ی ابعاد اضافه فرار کنیم، یا آیا آن‌ها چیزی در مورد جهان به ما می‌گویند؟ در زمان باقی‌مانده، میل دارم دوتا از ویژگی‌های آن‌ها را به‌شما بگویم. اولی این است که، بسیاری از ما باور داریم این ابعاد اضافه شاید پاسخ عمیق‌ترین پرسش‌ها در فیزیک نظری و علوم نظری را در بر داشته باشند. و آن پرسش این است: وقتی‌که به جهان اطراف می‌نگریم، همان‌طور که دانشمندان برای چند صد سال گذشته انجام داده‌اند، این‌طور به‌نظر می‌رسد که در حیقیقت در حدود ۲۰ عدد جهان را توضیح می‌دهند. این‌ها اعدادی هستند مثل جرم ذرات، مثل الکترون‌ها و کوارک‌ها، قدرت جاذبه، قدرت نیروی الکترومغناطیسی - لیستی از حدود ۲۰ عدد که با دقت بسیار زیادی اندازه گرفته شده‌اند، ولی هیچ‌کس برای این مطلب که چرا این اعداد این مقادیر به‌خصوص را دارند پاسخی ندارد.
اکنون، آیا نظریهی ریسمان پاسخی ارائه می‌دهد؟ هنوز نه. ولی ما معتقدیم پاسخ این‌که چرا آن اعداد این مقادیری را دارند که اکنون دارند شاید به‌شکل ابعاد اضافی بستگی داشته باشد. و نکته‌ی جالب این‌جاست که اگر آن اعداد هر مقدار دیگری جز مقادیری که می‌شناسیم داشتند، جهان به‌شکلی که ما اکنون می‌شناسیم، موجود نبود. این پرسش عمیقی است. چرا آن اعداد این‌قدر بادقت تنظیم شده‌اند که اجازه می‌دهند ستارگان بدرخشند و سیارات تشکیل شوند، وقتی‌که ما متوجه می‌شویم که اگر با آن اعداد بازی کنید - اگر بیست تا شماره‌گیر داشتم و به شما اجازه می‌دادم که با آن اعداد بازی کنید، اغلب این بازی‌ها باعث می‌شد جهان ناپدید شود. پس چطور می‌توانیم آن ۲۰ عدد را توضیح دهیم؟ نظریهی ریسمان پیشنهاد می‌دهد که آن ۲۰ عدد بایستی که به ابعاد اضافه مربوط باشند. بگذارید نشانتان دهم چگونه. وقتی ما درمورد ابعاد اضافه در نظریه ریسمان صحبت می‌کنیم، آن فقط یک بعد اضافه نیست، به آن شکلی که در ایده‌ی قدیمی کالوزا و کلین بود. این چیزی است که نظریهی ریسمان در مورد ابعاد اضافه می‌گوید. آن‌ها هندسه‌ای بسیار پیچیده دارند.
این مثالی است از چیزی که به‌نام شکل کلابی-یاو می‌شناسیم - اسم ولی همان‌طور که می‌بینید ابعاد اضافه روی خودشان تا شده‌اند و به‌شکل بسیار شگفت‌انگیز و با ساختار جالبی درهم پیچیده شده‌اند. و ایده این است که اگر این آن چیزی ست که ابعاد اضافه شبیه‌اش است، پس جهان اطراف ما در مقیاس میکروسکوپی در مقیاس بسیار کوچکی به این شکل به‌نظر خواهد آمد. وقتی دست‌تان را می‌چرخانید، شما بارها و بارها دور این ابعاد اضافه می‌چرخید، ولی آن‌ها آن‌قدر ریزند که نمی‌بینیم‌شان. با این حساب، مفهوم فیزیک مربوط به آن ۲۰ عدد چیست؟
این را در نظر بگیرید. وقتی به یک آلت موسیقی می‌نگیرد، مثل یک شیپور فرانسوی، دقت کنید که ارتعاشات جریان هوا از شکل آلت موسیقی تاثیر می‌پذیرند. حالا در نظریهی ریسمان، تمام اعداد، انعکاسی از نحوه‌ی ارتعاش رشته‌ها هستند. بنابراین به‌همان شکل جریان هوا که تحت تاثیر پیچ‌وخم آلت موسیقی قرار دارد، خود رشته‌ها هم تحت تاثیر الگوهای ارتعاش‌های هندسی که در آن‌ها حرکت می‌کنند قرار دارند. بگذارید کمی رشته را وارد قضیه کنم. و اگر شما این رشته‌های کوچک مرتعش را ببینید - آن‌ها در یک لحظه آن‌جا خواهند بود - دقیقاً آن‌جا، دقت کنید که طریقه‌ی ارتعاش آن‌ها تحت تاثیر هندسه‌ی ابعاد اضافه قرار دارد.
پس اگر ما به‌طور دقیق بدانیم ابعاد اضافه به‌چه شکلی هستند - ما هنوز نمی‌دانیم، ولی اگر بتوانیم - بایستی که قار باشیم نوت‌های مجاز را از داخل الگوهای ارتعاش استخراج کنیم. و اگر ما می‌توانستیم الگوهای ارتعاشی مجاز را محاسبه کنیم، می‌توانستیم آن بیست عدد را نیز به‌دست آوریم. و اگر جوابی که از محاسبات به‌دست می‌آوریم با مقادیر آن اعداد که با آزمایش‌های مفصل و دقیق مشخص گردیده همخوانی داشته باشد، این از خیلی جهات اولین توضیح بنیادینی خواهد بود برای این‌که چرا ساختار جهان به این شکلی است که اکنون هست. حال، دومین مطلبی که با آن می‌خواهم بحث را به پایان برسانم این است که: ما چگونه می‌توانیم این ابعاد اضافه را مستقیماً مورد آزمایش قرار دهیم؟ آیا این فقط یک ساختار جالب ریاضیاتی است که شاید بتواند برخی ویژگی‌های توضیح داده نشده‌ی جهان را تبیین کند، یا آیا واقعاً می‌توانیم این ابعاد اضافه را مورد آزمایش قرار دهیم؟ ما فکر می‌کنیم - و این به گمان من خیلی هیجان‌انگیز است - که در حدود ۵ سال آینده ما می‌توانیم وجود این ابعاد اضافه را مورد آزمایش قرار دهیم.
چگونگی انجامش این‌جاست. در سرن، ژنو، سوئیس. ماشینی در حال ساخت است به‌نام برخورردهنده‌ی هادرونی بزرگ. آن ماشینی است که ذرات را دور یک تونل می‌فرستد، در جهات مخالف، با سرعت نزدیک به نور. هر از گاهی این ذرات به‌سوی هم هدف گرفته می‌شوند، و برخورد سر به سر انجام می‌گیرد. امید آن هست که اگر این برخورها انرژی کافی داشته باشند، ممکن است برخی از بقایای برخورد از ابعاد ما به ابعاد دیگر حرکت کنند. از کجا آن را خواهیم دانست؟ خب، ما مقدار انرژی را بعد از این برخورد اندازه می‌گیریم، و با مقدار انرژی قبل از آن مقایسه می‌کنیم، و اگر مقدار انرژی پس از برخورد کمتر از مقدار انرژی قبل از برخورد باشد، این مدرکی خواهد بود برای این‌که انرژی خارج شده است. و اگر با الگوی صحیحی که قابل محاسبه باشد خارج شده باشد، این مدرکی خواهد بود برای این‌که ابعاد اضافه آن‌جا هستند.
بگذارید این ایده را به‌طور تصویری نشانتان دهم. خب تصور کنید که ما یک نوع ذره‌ی خاص داریم به‌نام گراویتون - آن نوعی از باقی‌مانده‌هاست که انتظار داریم اگر ابعاد اضافی واقعی باشند خارج شود. ولی این‌جاست که آزمایش چطور انجام می‌شود. شما این ذرات را بر می‌دارید. آن‌ها را به‌هم می‌کوبید. آن‌ها را به‌هم می‌کوبید، و اگر درست گفته باشیم، مقداری از انرژی این برخورد به‌صورت بقایایی به ابعاد اضافه پرواز خواهد کرد. پس، این از آن نوع آزمایش‌هایی است که در پنج‌سال آینده، هفت تا ۱۰ سال یا این حدود، شاهدش خواهیم بود. و اگر این آزمایش نتیجه‌بخش باشد، اگر ما خارج‌شدن آن نوع ذرات را با مشاهده‌ی مقدار کمتر انرژی در ابعاد ما نسبت به‌چیزی که کار را با آن آغاز کرده بودیم، ببینیم، این به ما نشان خواهد داد که ابعاد اضافه واقعی هستند.
و برای من این واقعاً داستان جالب توجهی است، و یک فرصت قابل توجه. اگر برگردیم به‌عقب، به نیوتون با فضای مطلق - هیچ‌چیزی ارائه نمی‌داد به‌جز یک صحنه، یک پرده که وقایع جهان در آن رخ می‌داد. اینشتین آمد و گفت؛ خب، فضا و زمان می‌توانند پیچ بخورند و خم شوند، جاذبه این است. و حالا نظریهی ریسمان آمده و می‌گوید؛ بله، جاذبه، مکانیک کوانتومی، الکترومغناطیس - همه در یک بسته، ولی فقط در صورتی‌که جهان ابعاد بیش‌تری از آن‌هایی که می‌بینیم داشته باشد. و این آزمایشی است که ممکن است در زمان زندگی ما مورد آزمون قرار بگیرد. یک امکان شگفت‌آور. از شما سپاسگزارم.[۱]
برای شنیدن این گفتگو، بر روی تصویر کلیک کنید.
[▲] يادداشت‌ها
يادداشت ۱: اين مقاله برای دانش‌نامه‌ی آريانا توسط مهدیزاده کابلی ارسال شده است.
[▲] پی‌نوشت‌ها
[۱]- برایان گرین از نظریهی ریسمان می‌گوید، برگردان: بردیا آزاداندیش، TED2005
[▲] جُستارهای وابسته
□
[▲] سرچشمه‌ها
□ ویدئوی سخنرانی برایان گرین درباره‌ی نظریهی ریسمان از TED
