Όσο συνεχίζω τη μελέτη του σύμπαντος σα φυσικός, βρίσκω σε αόρατους τοίχους. Έχω την αυθαίρετη αίσθηση ότι έχω αρχίσει να ξήνω με τα μικροσκοπικά μου νύχια την πρώτη φλούδα της γνώσης του συμπαντικού κρεμυδιού, παρολαυτά ήδη τα νύχια μου σπάνε και δε μπορώ να σκάψω εύκολα πιο βαθιά... Δυστυχώς δεν έχω εργαλεία ούτε καν ένα συνοδοιπόρο ικανό να ξεφλουδίσουμε παρέα το κρεμύδι αυτό. Από την άλλη όμως ερχόμαστε μόνοι σε αυτό τον κόσμο και φεύγουμε επίσης μόνοι, άρα ίσως μόνο ο εαυτός μας είναι η καλύτερη παρέα για να λύσουμε το μυστήριο του σύμπαντος.
Ήδη όμως έχω πέσει σε αδιέξοδα, δεν είμαι δα και ο καλύτερος στα ανώτερα μαθηματικά, έχω ένα συγκεκριμένο μυαλό με συγκεκριμένες δυνατότητες, και να λύνω εξισώσεις κβαντομηχανικής δεν ήταν ποτέ εξιταριστικό για εμένα, ούτε καν απλά ενδιαφέρον. Ήταν απαραίτητο. Σε αυτά που θα αναλύσω και που σκέφτομαι, ευτυχώς, δεν ασχολούμαι με το μαθηματικό κομμάτι. Κάνω απλές σκέψεις φυσικής ακολουθώντας μια λογική ροή και τίποτα άλλο.
Σχετικά με την "κβάντο" τώρα. Τι είναι αυτό και πώς μας βοηθά; Στην πραγματικότητα προέρχεται από το λατινικό "κβάντο" που σημαίνει πακέτο και ουσιαστικά περιγράφει πως η ύλη και η ενέργεια μπορεί να χωριστεί σε πολύ μικρά πακέτα. Για παράδειγμα ένα πολύ μικρό πακέτο φωτός είναι το φωτόνιο, ένα μικρό πακέτο ηλεκτρικής ενέργειας είναι το ηλεκτρόνιο κλπ. Είναι μαθηματικά στατιστικά μοντέλα που έχουν προκύψει περισσότερο μέσω των πειραμάτων στους επιταχυντές σωματιδίων και λιγότερο μέσω απαντήσεων σε καίρια ερωτήματα φυσικής. Για αυτό άλλωστε και λέγεται κβαντική μηχανική και όχι κβαντική φυσική, όπως πολλοί θα ήθελαν να λέγεται.
Έχει πολλά θετικά, ένα βασικό της είναι ότι έχει ανοχή ως προς τη μορφή των σωματιδίων, δεν υπάρχει και τρομερό πρόβλημα να τα θεωρήσει κανείς σα σφαίρες και να τα φανταστεί έτσι. Όμως έχει και κάποιες ατέλειες που πρέπει κάπως να καλυφθούν. Πολλές ατέλειες καλύπτονται με απίθανες ορολογίες, όπως γιατί το σωματίδιο τάδε πήγε από εκεί ενώ έπρεπε να πάει από την άλλη; - Μα είναι προφανές: γιατί είναι μωβ και στεναχωρημένο. Προσωπικά δε με καλύπτουν τέτοιες "εξηγήσεις" (ο θεός να τις κάνει)...
Το σύμπαν είναι φτιαγμένο από σωματίδια τα οποία αλληλεπιδρούν ανταλλάσσοντας άλλα σωματίδια. Αυτά τα σωματίδια λοιπόν περιγράφουν τον κβαντικό κόσμο (αν μπορούμε να τον πούμε έτσι). Χωρίζονται σε 2 κατηγορίες τα φερμιόνια που σε γενικές γραμμές είναι υπεύθυνα για την ύλη και τα μποζόνια που είναι υπεύθυνα για τις αλληλεπιδράσεις. Τι δεν περιγράφει αυτό το μοντέλο όμως; μα φυσικά τον καημό μου, τη γυναίκα που είναι υπεύθυνη για όλα όσα έχουμε στη θέση τους: τη βαρύτητα. Σε μεγάλη κλίμακα, μακροσκοπικά, παρατηρείται καμπύλωση του χωροχρόνου σε σώματα μεγάλης μάζας (βλέπε βαρυτικούς φακούς σε προηγούμενο άρθρο), όμως στο μικρόκοσμο εφόσον η θεωρία λέει πως η βαρύτητα είναι δύναμη, θα έπρεπε να έχει και το σωματίδιο που είναι υπεύθυνο για αυτή, το βαρυτόνιο. Ένα σωματίδιο που το ψάχνουμε πολύ καιρό τώρα. Ένα σωματίδιο που προκαλεί προβλήματα στο κβαντικό μαθηματικό μοντέλο.
Αυτό έρχεται να λύσει η θεωρία των χορδών. Αυτή λοιπόν λέει ότι τα σωματίδια δεν είναι μικρά μπαλάκια, αλλά μικρές χορδές, κλωστές, που ταλαντώνονται και χωρίζονται σε 2 κατηγορίες στις ανοιχτές χορδές και στις κλειστές, σαν το 1 (ανοιχτή) και το 0 (κλειστή) των υπολογιστών. Ανάλογα τη μορφή και την ταλάντωση που κάνουν αντιστοιχούν και σε ένα άλλο σωματίδιο. Το εντυπωσιακό λοιπόν είναι ότι κάποιες χορδές συμπεριφέρονται έτσι όπως θα συμπεριφερόταν το σωματίδιο βαρυτόνιο.
Από την κβαντομηχανική έχουμε την πιθανότητα του να βρεθεί ένα σωματίδιο σε μια συγκεκριμένη περιοχή/κατάσταση. Στο κλασσικό μοντέλο, το σωματίδιο είναι ένα σημείο, άρα στο ταξίδι του στον χώρο το ίχνος του είναι μια γραμμή. Στη θεωρία των χορδών όμως η κάθε χορδή όταν ταξιδεύει το ίχνος της είναι μια επιφάνεια.
Στο κλασικό μοντέλο μπορεί ένα σωματίδιο στο ταξίδι του να αλληλεπιδράσει με ένα άλλο σωματίδιο, ανταλλάσσοντας ένα τρίτο σωματίδιο. Αυτό θα άφηνε σαν ίχνος 3 γραμμές και φυσικά θα έπρεπε να το προβλέψουμε. Στη θεωρία των χορδών αρκεί να προβλέψουμε τις γεωμετρικές μορφές του ίχνους της επιφάνειας που θα καλύψει η χορδή κατά την κίνηση της, και θα έχουμε και όλες τις πιθανές αλληλεπιδράσεις αυτόματα! Επίσης στην κλασική θεωρία η εκπομπή φωτονίου για παράδειγμα θεωρείται ότι γίνεται ακαριαία, χωρίς την παρέλευση ούτε του ελάχιστου χρόνου (!) ενώ στη θεωρία των χορδών αυτό δεν υφίσταται. Κάθε αλληλεπίδραση έχει έστω και απειροελάχιστη χρονική διάρκεια, που αυτό επιτρέπει στη θεωρία να συμπεριλάβει το βαρυτόνιο στις σωματιδιακές χορδές.
Και γιατί δε χρησιμοποιούμε αυτή τη θεωρία λοιπόν; Ακούγεται πολύ καλή.
Έχει κάποιες ατέλειες όμως, όλες οι χορδές συμπεριφέρονται σαν μποζόνια, δεν προβλέπονται χορδές που να συμπεριφέρονται σαν φερμιόνια. Επίσης προκύπτει το "ταχυόνιο". Ένα ξεχωριστό σωματίδιο με μάζα ρίζα του -1... Αυτό είναι μη πραγματική μάζα! Τέλος αυτή η θεωρία δουλεύει σωστά σε ένα σύμπαν 26 διαστάσεων. Το δικό μας, από όσο αντιλαμβανόμαστε έχει μόνο 4 (3 χωρικές και 1 χρονική).
Αν προσθέσουμε σπιν (περιστροφή) στις χορδές, δεν προβλέπεται η ύπαρξη ταχυονίου, και προβλέπεται η ύπαρξη φερμιονίων. Πόσο κουλ είναι αυτό; Έτσι έχουμε τη θεωρία των υπερχορδών! Η οποία έχει άλλο ένα πλεονέκτημα: συμμετρία! Προβλέπει ίσο αριθμό μποζονίων και φερμιονίων (υπερσυμμετρία), και γενικά μας αρέσει ένα ισορροπημένο, συμμετρικό σύμπαν... Επίσης γλιτώσαμε και 16 διαστάσεις, καθώς τα μαθηματικά προβλέπουν μόνο 10 διαστάσεις 😅 σε ένα σύμπαν υπερχοδών!
Αυτά για την ώρα... Επειδή μου αρέσει η υπερσυμμετρία και προτιμώ τη γεωμετρία παρά στατιστικά μοντέλα, έχω αρχίσει και ψήνομαι ιδιαίτερα με τη θεωρία των υπερχορδών. Σε επόμενο άρθρο θα γράψω τις σκέψεις μου σχετικά με τις "έξτρα" 6 διαστάσεις και πως το σύμπαν που ζούμε όντως θα μπορούσε να τις περιέχει.
Comments