16.8.09

ΣΠΥΡΟΥ ΧΡΙΣΤΑΚΟΥ: Σύντομο ιστορικό των ενοποιημένων θεωριών στην φυσική

Μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της Φυσικής και γενικότερα της επιστήμης σήμερα, είναι η ανακάλυψη μιας θεωρίας που θα μπορεί να περιγράφει πλήρως τα πάντα μέσα στο Σύμπαν. Η δημιουργία μιας πλήρους θεωρίας κβαντικής βαρύτητας ήταν το μεγάλο όνειρο των Φυσικών από την εποχή του Αϊνστάϊν. Ο ίδιος ο Αϊνστάϊν αναλώθηκε κατά τα τελευταία χρόνια της ζωής του στην προσπάθεια δημιουργίας μιας τέτοιας θεωρίας ανεπιτυχώς.
Η ιστορία της Φυσικής είναι γεμάτη από ενοποιήσεις. Μια από τις πρώτες ενοποιημένες θεωρίες ήταν αυτή του ηλεκτρομαγνητισμού όπου ο James Maxwell κατάφερε να ενώσει κάτω από ένα ενιαίο σύνολο εξισώσεων τον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό μετά τα πειράματα του Faraday και την ανακάλυψη του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.

Μια επόμενη σημαντική ενοποίηση διαφάνηκε στην αρχή της δεκαετίας του ‘60 τον περασμένο αιώνα όπου πολλοί φυσικοί ανάμεσά τους και ο Sheldon Glashow διέκριναν την δυνατότητα περιγραφής της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης και της ασθενούς πυρηνικής ως μια ενιαία θεωρία. Λίγο αργότερα οι Weinberg και Salam ανακάλυψαν ότι τα σωματίδια-φορείς της ασθενούς δύναμης W και Z μπορεί να έχουν μάζα και εξήγησαν με κομψό τρόπο τον μηχανισμό που θα μπορούσε να συμβαίνει αυτό με την βοήθεια του πεδίου Higgs. Έτσι η θεωρία των Glashow-Salam-Weinberg εξήγησε την διαφορά ισχύος της ασθενούς δύναμης σε χαμηλές ενέργειες και της ηλεκτρομαγνητικής.
Διάφορα πειράματα με κυριότερο αυτό στις αρχές του 1984 όταν ανακαλύφθηκαν τα σωματίδια W και Z που παρήχθησαν για πρώτη φορά σε πολύ υψηλές ενέργειες στις συγκρούσεις πρωτονίου – αντιπρωτονίου στο CERN με τις τιμές των μαζών να επιβεβαιώνουν τις προβλέψεις της θεωρίας, εδραίωσαν την πεποίθηση πως η ασθενής και η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι δύο όψεις μιας ενοποιημένης ηλεκτρασθενούς δύναμης.
Αναπόφευκτα το επόμενο βήμα θα ήταν η προσπάθεια ενοποίησης της ηλεκτρασθενούς δύναμης με την ισχυρή πυρηνική. Στα μέσα της δεκαετίας του ’70 έγιναν πολλές προσπάθειες στην κατεύθυνση ενοποίησης της ηλεκτρασθενούς δύναμης με την κβαντική χρωμοδυναμική (QCD – Quantum Chromodynamics), την θεωρία που περιγράφει την ισχυρή πυρηνική δύναμη.

Οι Μεγάλες Ενοποιημένες Θεωρίες GUTs (Grand Unified Theories), προβλέπουν την ενοποίηση της ηλεκτρομαγνητικής, ασθενούς και ισχυρής πυρηνικής δύναμης σε ενέργεια που είναι κατά 10 τρισεκατομμύρια μεγαλύτερη από την κλίμακα που συμβαίνει η ηλεκτρασθενής ενοποίηση και πάρα πολύ μακριά από τις σημερινές τεχνολογικές δυνατότητες ενός πειράματος σε αυτές τις ενέργειες.
Πολλές GUTs κάνουν προβλέψεις και σε χαμηλές ενέργειες με σημαντικότερες αυτές της αυθόρμητης διάσπασης του πρωτονίου και της ύπαρξης μαγνητικών μονόπολων, δηλαδή πολύ βαριά σωματίδια που πρέπει να παρήχθησαν τις πρώτες στιγμές της Μεγάλης Έκρηξης, με κύριο χαρακτηριστικό την ύπαρξη ενός μόνο μαγνητικού «φορτίου». Μέχρι στιγμής δεν έχει παρατηρηθεί κάτι από τα δύο αν και η θεωρία του Πληθωρισμού προσφέρει μια ικανοποιητική εξήγηση για την σπανιότητα των μαγνητικών μονόπολων σε βαθμό που να μην μπορούμε να τα παρατηρήσουμε σήμερα.
Τελευταίο βήμα προς την τελική ενοποίηση όλων των θεωριών της Φυσικής θα είναι ο συνδυασμός της βαρυτικής δύναμης με τις υπόλοιπες τρεις που προαναφέρθηκαν, σε μια πλήρη θεωρία κβαντικής βαρύτητας. Η δυσκολία έγκειται στο γεγονός ότι θα πρέπει να επιτευχθεί η σύνθεση δύο πετυχημένων θεωριών που εμφανίστηκαν στις αρχές του περασμένου αιώνα και άλλαξαν ριζικά την αντίληψή μας για τον φυσικό κόσμο: την Θεωρία της Σχετικότητας και την Κβαντική Μηχανική. Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας είναι μια Θεωρία που εξηγεί με πολύ κομψό και γεωμετρικό τρόπο την βαρύτητα που κυριαρχεί στο Μακρόκοσμο, ενώ η Κβαντομηχανική, αν και επέφερε ορισμένα εννοιολογικά προβλήματα, είναι εξαιρετικά επιτυχημένη θεωρία στην περιγραφή του Μικρόκοσμου. Οι δύο θεωρίες μοιάζουν πολύ διαφορετικές ώστε να μπορέσουν να συνδυαστούν κάτω από μια ενιαία «Θεωρία των Πάντων».

Η υποψία ότι η βαρύτητα μπορεί να περιγραφεί ενιαία με τις υπόλοιπες δυνάμεις, έχει τις ρίζες της στις αρχές του περασμένου αιώνα, όταν ο Γερμανός μαθηματικός Theodor Kaluza αποφάσισε να διατυπώσει τις βαρυτικές εξισώσεις του Αϊνστάϊν σε πέντε διαστάσεις αντί για τέσσερις, με αποτέλεσμα να προκύπτουν ταυτόχρονα και οι εξισώσεις του Maxwell για τον ηλεκτρομαγνητισμό. Το πρόβλημα βέβαια ήταν ότι αντιλαμβανόμαστε στον πραγματικό κόσμο μόνο τέσσερις και όχι πέντε διαστάσεις. Aλλά το 1926 ο Σουηδός φυσικός Oscar Klein, πρότεινε πολύ απλά, ότι αυτό θα μπορούσε να οφείλεται στο γεγονός ότι η πέμπτη διάσταση «συμπτύσσεται» σε τόσο μικρό μέγεθος, που είναι αδύνατον να την αντιληφθούμε άμεσα. Έτσι αυτό που συνήθως θεωρούμε σημείο στον τρισδιάστατο χώρο, στην πραγματικότητα είναι ένας λεπτός κύκλος γύρω από την τέταρτη χωρική διάσταση. Ο Klein μάλιστα υπολόγισε την περιφέρεια των κύκλων, χρησιμοποιώντας την τιμή της μονάδας του ηλεκτρικού φορτίου που μεταφέρει το ηλεκτρόνιο και τα άλλα σωματίδια, και την ισχύ των βαρυτικών δυνάμεων μεταξύ των σωματιδίων. Το μήκος της βρέθηκε ίσο με περίπου 10-30 εκατοστόμετρα δηλαδή περίπου 1017 φορές μικρότερο από το μέγεθος του ατομικού πυρήνα. Άρα δεν είναι καθόλου παράξενο που δεν μπορούμε να αντιληφθούμε την πέμπτη διάσταση.
Στα χρόνια που ακολούθησαν μέχρι σήμερα αναπτύχθηκαν ορισμένες θεωρίες με επικρατέστερες αυτή τη στιγμή την Θεωρία των Υπερχορδών και την Κβαντική Βαρύτητα Βρόγχων, για μια πλήρη θεωρία Κβαντικής Βαρύτητας.

ΧΟΡΔΕΣ ΚΑΙ ΥΠΕΡΧΟΡΔΕΣ

Τα πρώτα βήματα της θεωρίας των Χορδών γίνονται στα τέλη της δεκαετίας του ’60 τον περασμένο αιώνα, όταν ο Gabrielle Veneziano πρότεινε μια διαφορετική προσέγγιση, όπου τα σημειακά σωματίδια περιγράφονταν από μονοδιάστατες χορδές προκειμένου να περιγραφεί ικανοποιητικά ο κόσμος των πυρηνικών σωματιδίων. Η ιδέα εγκαταλείφθηκε προσωρινά, αφού η εμφάνιση της Κβαντικής Χρωμοδυναμικής λίγα χρόνια αργότερα στις αρχές της δεκαετίας του ’70, περιέγραφε καλύτερα τις ισχυρές αλληλεπιδράσεις στον πυρήνα μέσω του μοντέλου των κουάρκ.
Στις αρχές της δεκαετίας του ’80, μια ομάδα φυσικών με κυριότερους τους Michael Green, John Schwarz, Edward Whitten και David Gross, αναθέρμανε το ενδιαφέρον για τις χορδές, καθώς καμία άλλη θεωρία δεν φαινόταν να μπορεί να συνθέσει ικανοποιητικά την Βαρύτητα με τις υπόλοιπες δυνάμεις. Η κεντρική ιδέα είναι η περιγραφή των σωματιδίων ως μονοδιάστατων ανοιχτών χορδών ή κλειστών χορδών (βρόγχων) που ζουν μέσα σε έναν χωροχρόνο όχι τεσσάρων αλλά δέκα διαστάσεων. Οι διαστάσεις αυτές είναι πάρα πολύ μικρές, κατά κάποιο τρόπο «κουλουργιασμένες» στο μήκος Planck περίπου στα 10-33 εκατοστόμετρα κατά αντιστοιχία με την θεωρία των Kaluza – Klein, και οι χορδές ταλαντώνονται με ποικίλους τρόπους σε αυτές τις επιπλέον διαστάσεις έτσι ώστε οι διαφορετικοί τρόποι ταλάντωσης να εμφανίζονται σε εμάς ως διαφορετικοί τύποι σωματιδίων.
Το μήκος Planck είναι ασύλληπτα μικρότερο ακόμη και από τον ίδιο τον ατομικό πυρήνα, περίπου 20 τάξεις μεγέθους (1020). Για να πάρουμε μια ιδέα για το πόσο μικρό είναι αυτό το μήκος, μπορούμε να πούμε ότι είναι τόσο μικρό σε σχέση με το μέγεθος του ατόμου, όσο μικρό είναι το ίδιο το άτομο σε σχέση με το ηλιακό μας σύστημα!
Οι νεότερες βελτιωμένες εκδόσεις της Θεωρίας των Χορδών περιλαμβάνουν και την Υπερσυμμετρία που χοντρικά μπορούμε να πούμε ότι είναι η περιγραφή όλων των τύπων σωματιδίων (μποζόνια και φερμιόνια) με έναν ενιαίο τρόπο, και έτσι αποκαλούνται θεωρίες Υπερχορδών.

Ο ΚΑΤΑΚΕΡΜΑΤΙΣΜΕΝΟΣ
ΧΩΡΟΧΡΟΝΟΣ

Η άλλη προσέγγιση, η θεωρία της Κβαντικής Βαρύτητας Βρόγχων έχει ως βασική ιδέα το γεγονός ότι ο ίδιος χώρος δεν είναι συνεχής αλλά διακριτός. Στην Κβαντική Βαρύτητα Βρόγχων υπάρχει ένας ελάχιστος δυνατός όγκος, ίσος περίπου με 10-99 κυβικά εκατοστόμετρα ή 1 κυβικό μήκος Planck. Μια πρώτη, άμεση συνέπεια αυτής της θεώρησης, είναι ότι αυτό που θεωρούμε σημείο στον χώρο δεν μπορεί να δεχθεί απεριόριστη ποσότητα πληροφορίας.
Πρωτοπόρος στην θεωρία της Κβαντικής Βαρύτητας Βρόγχων θεωρείται ο Φυσικός Lee Smolin και ανάμεσα στους συνεργάτες του που εργάζονται ως ερευνητές στην θεωρία βρίσκουμε και μια Ελληνίδα Φυσικό, την Φωτεινή Μαρκοπούλου – Καλαμάρα.
Αναπόφευκτα θα πρέπει να υπάρχει και ένα ελάχιστο δυνατό εμβαδόν που ισούται περίπου με 10-66 κυβικά εκατοστόμετρα ή 1 τετραγωνικό μήκος Planck. Αυτό οδήγησε σε κάποια συναρπαστικά συμπεράσματα όσον αφορά την εντροπία των μαύρων τρυπών, καθώς η εντροπία μιας μαύρης τρύπας είναι ανάλογη του εμβαδού του ορίζοντά της και αν ισχύει η ατομική δομή στην γεωμετρία του χωροχρόνου, τότε η εντροπία της μαύρης τρύπας μπορεί να κατανοηθεί με τον ίδιο τρόπο που κατανοείται η εντροπία της ύλης, δηλαδή ως μέτρο πληροφορίας σχετικά με την κίνηση των ατόμων.

Η Κβαντική Βαρύτητα Βρόγχων παρέχει μια λεπτομερή εικόνα του χωροχρόνου στην κλίμακα Planck. Βασίστηκε στο ότι οι καταστάσεις των βρόγχων μπορούν να περιγραφούν με τα λεγόμενα δίκτυα σπιν. Τα δίκτυα σπιν είναι μια παλιά ιδέα που πρωτοδιατύπωσε ο Roger Penrose με την πεποίθηση ότι ο χώρος θα πρέπει να είναι καθαρά σχεσιακός, δηλαδή ότι δεν υπάρχει ένα σταθερό υπόβαθρο μέσα στο οποίο κινούνται διάφορα είδη σωματιδίων, αλλά ότι τα πάντα, χωροχρόνος και σωματίδια, προκύπτουν από συνεχείς αλληλοεπιδρώμενες διεργασίες. Τα δίκτυα σπιν είναι γραφήματα στα οποία οι ακμές χαρακτηρίζονται από ακέραιους αριθμούς που προέρχονται από τις επιτρεπόμενες τιμές στροφορμής ενός σωματιδίου σύμφωνα με την κβαντική θεωρία, οι οποίες ισούνται πάντα με ακέραια πολλαπλάσια του μισού της σταθεράς Planck.

Η Κβαντική Βαρύτητα Βρόγχων παρέχει μια λεπτομερή εικόνα του χωροχρόνου στην κλίμακα Planck. Βασίστηκε στο ότι οι καταστάσεις των βρόγχων μπορούν να περιγραφούν με τα λεγόμενα δίκτυα σπιν. Τα δίκτυα σπιν είναι μια παλιά ιδέα που πρωτοδιατύπωσε ο Roger Penrose με την πεποίθηση ότι ο χώρος θα πρέπει να είναι καθαρά σχεσιακός, δηλαδή ότι δεν υπάρχει ένα σταθερό υπόβαθρο μέσα στο οποίο κινούνται διάφορα είδη σωματιδίων, αλλά ότι τα πάντα, χωροχρόνος και σωματίδια, προκύπτουν από συνεχείς αλληλοεπιδρώμενες διεργασίες. Τα δίκτυα σπιν είναι γραφήματα στα οποία οι ακμές χαρακτηρίζονται από ακέραιους αριθμούς που προέρχονται από τις επιτρεπόμενες τιμές στροφορμής ενός σωματιδίου σύμφωνα με την κβαντική θεωρία, οι οποίες ισούνται πάντα με ακέραια πολλαπλάσια του μισού της σταθεράς Planck.
Στην πορεία ανακαλύφθηκε ότι κάθε δίκτυο σπιν δίνει και μια δυνατή κβαντική κατάσταση της γεωμετρίας του χώρου. Ο ακέραιος αριθμός σε κάθε ακμή ενός δικτύου αντιστοιχεί στις μονάδες εμβαδού που φέρει η συγκεκριμένη ακμή. Αντί για ποσά ηλεκτρικής ή μαγνητικής ροής, οι γραμμές ενός δικτύου σπιν συμβολίζουν μονάδες εμβαδού. Απλή ερμηνεία έχουν και τα κομβικά σημεία του δικτύου σπιν: αντιστοιχούν σε κβαντισμένες μονάδες όγκου. Ο όγκος που περιέχεται σε ένα απλό δίκτυο σπιν, όταν μετριέται σε μονάδες Planck, ισούται βασικά με το πλήθος των κομβικών σημείων του δικτύου.


ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ, ΠΡΟΚΛΗΣΕΙΣ
ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΙ ΕΛΕΓΧΟΙ

Η ανάγκη να «κατέβουμε» στην κλίμακα Planck στις υποψήφιες θεωρίες Κβαντικής Βαρύτητας προέκυψε από το γεγονός ότι τα βαρυτικά φαινόμενα αρχίζουν να γίνονται το ίδιο σημαντικά με τις υπόλοιπες δυνάμεις. Έτσι, στην θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, όταν το Σύμπαν είχε μέγεθος περίπου 10-33 εκατοστόμετρα στα 10-43 περίπου δευτερόλεπτα μετά την έκρηξη, τα βαρυτικά φαινόμενα θα πρέπει να ήταν εξίσου ισχυρά. Καμία θεωρία μέχρι στιγμής δεν μπορεί να προβλέψει τι μπορεί να συνέβη στο διάστημα από την στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης μέχρι τα 10-43 δευτερόλεπτα όπου έχουμε την πρώτη ρήξη συμμετρίας κατά την οποία η Βαρυτική δύναμη «αποκόβεται» από τις υπόλοιπες τρεις.
Αν και πολλοί θεωρούν την Θεωρία Χορδών ως την επικρατέστερη, η Κβαντική Βαρύτητα Βρόγχων παρουσιάζει ορισμένα πλεονεκτήματα όπως για παράδειγμα το ότι είναι ανεξάρτητη του υποβάθρου αφού εξηγεί και το ίδιο το υπόβαθρο με έναν ενιαίο τρόπο, ή ότι δεν χρειάζεται να εισάγουμε άλλες επιπλέον έξι χωρικές διαστάσεις ώστε να είναι η θεωρία συνεπής. Επίσης, ένα άλλο σημαντικό πρόβλημα στην Θεωρία Χορδών είναι ότι φαίνεται να υπάρχουν πολλές παραλλαγές της που δουλεύουν εξίσου καλά, αλλά μια τελική Θεωρία των Πάντων θα πρέπει να είναι μοναδική. Εξελιγμένες εκδόσεις της Θεωρίας Χορδών προτείνουν την εισαγωγή μιας επιπλέον χωρικής διάστασης (δηλαδή συνολικά 11 διαστάσεις στον χωροχρόνο), με αποτέλεσμα οι διαφορετικές εκδόσεις να συγκλίνουν σε μία και μοναδική θεωρία. Ακόμη πιο προχωρημένη θεωρητική έρευνα, έδειξε ότι μοιάζει αναπόφευκτη η παρουσία αντικειμένων διαφόρων διαστάσεων που τα ονομάζουν βράνες κατά αντιστοιχία με τις μεμβράνες που αναφέρονται στις δύο χωρικές διαστάσεις, έτσι ώστε η θεωρία να γίνει ακόμα πιο συνεπής και ολοκληρωμένη.

Από την άλλη, η θεωρία Χορδών επιδεικνύει στις μεγάλες κλίμακες άμεση σύνδεση με την Γενική Σχετικότητα, ενώ οι θεωρητικοί της Κβαντικής Βαρύτητας Βρόγχων δυσκολεύονται να εξάγουν την συνήθη βαρύτητα μέσα από τις εξισώσεις τους. Επίσης η Θεωρία Χορδών ενσωματώνει αυτόματα την Θεωρία του Πληθωρισμού η οποία λαμβάνει χώρα πριν από την Μεγάλη Έκρηξη ως φυσικό επακόλουθο των καινοφανών συμμετριών της θεωρίας.
Το μεγαλύτερο ίσως πρόβλημα είναι ότι οι ενέργειες στην κλίμακα Planck βρίσκονται πάρα πολύ μακριά από τις σημερινές τεχνολογικές δυνατότητες, κοντά στην ασύλληπτη ενέργεια των 1019 GeV. Τέτοια μεγέθη ενεργειών επικρατούσαν μόνο στις πρώτες στιγμές της Μεγάλης Έκρηξης, επομένως είναι αδύνατον να ελεγχθούν άμεσα οι θεωρίες Κβαντικής Βαρύτητας.
Ωστόσο, ειδικά στην Κβαντική Βαρύτητα Βρόγχων, έχουν προταθεί ορισμένοι τρόποι που είναι άμεσα εφαρμόσιμοι και μπορούν να δώσουν σοβαρές ενδείξεις για την ορθότητα της θεωρίας. Μια πρόταση είναι η εξέταση του φωτός που ταξιδεύει σε μεγάλες αποστάσεις μέσα στο Σύμπαν. Αν ισχύουν οι βασικές αρχές της θεωρίας, τότε το φως θα πρέπει να υφίσταται αλλοιώσεις καθώς θα διαπερνάει ένα δίκτυο σπιν κατά ανάλογο τρόπο με την περίπτωση που διατρέχει ένα μέσο διάδοσης όπως για παράδειγμα το νερό. Τα φαινόμενα αυτά λόγω της κλίμακας Planck είναι ασύλληπτα μικρά για να παρατηρηθούν, αλλά το παιχνίδι δεν μοιάζει χαμένο αφού το φαινόμενο λειτουργεί αθροιστικά. Έτσι, ένα φωτεινό κύμα που έρχεται από μια πολύ μακρινή πηγή και ταξιδεύει μεγάλες αποστάσεις μέχρι να φτάσει στη Γη, ίσως να παρουσιάζει μετρήσιμες αλλοιώσεις λόγω του διακριτού χωροχρόνου.

Ένα άλλο πιθανό φαινόμενο του διακριτού χωροχρόνου αφορά τη συμπεριφορά των κοσμικών ακτίνων πολύ υψηλών ενεργειών. Πολλοί ερευνητές στο παρελθόν προέβλεψαν ότι τα πρωτόνια των κοσμικών ακτίνων με ενέργεια πάνω από 3x1019 ηλεκτρονιοβόλτ θα σκεδάζονταν από την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου που κατακλύζει το χώρο και, συνεπώς, δεν θα έφταναν ποτέ στη Γη. Το Ιαπωνικό πείραμα AGASA έχει ανιχνεύσει περισσότερα από 10 πρωτόνια κοσμικών ακτίνων με ενέργεια πάνω από αυτό το όριο. Η διακριτή δομή του χώρου μπορεί να αυξήσει την απαιτούμενη ενέργεια για να πραγματοποιηθεί η αντίδραση σκέδασης, επιτρέποντας έτσι στα υψηλότερης ενέργειας πρωτόνια των κοσμικών ακτίνων να φτάσουν στη Γη. Αν οι παρατηρήσεις του AGASA δεν αναθεωρηθούν, και δεν βρεθεί κάποια άλλη εξήγηση, τότε ίσως αποδειχθεί ότι έχουμε ήδη παρατηρήσει την διακριτή δομή του χωροχρόνου.
Ορισμένα κρίσιμα τεστ που θα πρέπει να περάσει μια θεωρία Κβαντικής Βαρύτητας είναι τα παρακάτω:
-Θα πρέπει να μπορεί να απαντήσει για την φύση της πληροφορίας που βρίσκεται μέσα στις μαύρες τρύπες.
-Θα πρέπει να μπορεί να εξηγήσει πλήρως τον μηχανισμό που οδηγεί στο «σπάσιμο» της Υπερσυμμετρίας καθώς το Σύμπαν διαστέλλεται και γίνεται όλο και πιο ψυχρό. Δηλαδή, με λίγα λόγια, θα πρέπει να εξηγήσει γιατί η μία και μοναδική υπερδύναμη διασπάται στις γνωστές τέσσερις και γιατί τα διάφορα σωματίδια εμφανίζονται στην πορεία σε τόσο μεγάλη ποικιλία μαζών και φορτίων.
-Θα πρέπει να εξηγήσει την τιμή της Κοσμολογικής Σταθεράς και τον λόγο που αυτή έχει σήμερα τόσο μικρή τιμή.
Μια πλήρη Θεωρία Κβαντικής Βαρύτητας θα πρέπει να μπορεί να περιγράψει πλήρως την δομή στο εσωτερικό των μαύρων τρυπών, την γεωμετρία του χωροχρόνου στην κλίμακα Planck, τον τρόπο που προκύπτουν οι μάζες και τα φορτία των σωματιδίων, την φύση της σκοτεινής ύλης και ενέργειας και τον λόγο που αποτελούν περίπου το 95% της συνολικής υλοενέργειας στο Σύμπαν, ακόμη και το «πριν» της Μεγάλης Έκρηξης και την απαρχή του Σύμπαντος ή ακόμη να λύσει και να ερμηνεύσει πλήρως τα άλυτα προβλήματα της κβαντικής θεωρίας και πολλά άλλα.

Για πολλούς, ανάμεσά τους τόσο ο Lee Smolin όσο και Brian Greene, οι δύο πιο ελπιδοφόρες προσεγγίσεις, η Θεωρία Χορδών και η Κβαντική Βαρύτητα Βρόγχων, μπορούν να συμπληρώσουν η μία την άλλη σε μια πλήρη ενιαία θεωρία που θα αποτελεί την Τελική Θεωρία των Πάντων. Πιστεύουν ότι είναι θέμα χρόνου. Το μέλλον θα δείξει…



ΠΗΓΕΣ:
1) ΥΠΕΡΧΟΡΔΕΣ, Η Θεωρία των Πάντων, Paul Davies & Julian Brown, 1989, εκδ. Κάτοπτρο.
2) ΤΟ ΠΛΗΘΩΡΙΣΤΙΚΟ ΣΥΜΠΑΝ, Alan H. Guth, 2001, εκδ. Γκοβόστη.
3) ΤΡΕΙΣ ΔΡΟΜΟΙ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΒΑΡΥΤΗΤΑ, Lee Smolin, 2002, εκδ. Κάτοπτρο.
4) Introduction to Superstrings and M-Theory, Michio Kaku, 1999, Springer.
5) Το μέλλον της θεωρίας Χορδών, Brian Greene, Scientific American, Δεκ. 2003, Ελληνική Έκδοση, σ. 90-95, εκδ. Κάτοπτρο.
6) Τα «άτομα» του χώρου και του χρόνου, Lee Smolin, Scientific American, Μαρ. 2004, Ελληνική Έκδοση, σ. 44-55, εκδ. Κάτοπτρο.
7) Ο μύθος της αρχής του χρόνου, Gabriele Veneziano, Scientific American, Ιουλ. 2004, Ελληνική Έκδοση, σ. 22-33, εκδ. Κάτοπτρο.
Το τοπίο της θεωρίας Χορδών, Raphael Bousso & Joseph Polchinski, Scientific American, Δεκ. 2004, Ελληνική Έκδοση, σ. 72-82, εκδ. Κάτοπτρο.



Δημοσιεύθηκε στην ΟΔΟ στις 16.7.2009 και στις 30.7.2009


Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Η ΟΔΟΣ σας ευχαριστεί για την συμμετοχή σας στον διάλογο.Το σχόλιό σας θα αποθηκευτεί προσωρινά και θα είναι ορατό στο ιστολόγιο, μετά την έγκριση της ΟΔΟΥ.

ΑΝΑΡΤΗΣΕΙΣ