क्यों एम-थ्योरी हर चीज के सिद्धांत के लिए मुख्य उम्मीदवार है

सभी स्ट्रिंग सिद्धांतों की मां ने एक परीक्षण पारित किया कि क्वांटम गुरुत्वाकर्षण का कोई सिद्धांत अभी तक पारित नहीं हो पाया है।

M- सिद्धांत एक एकल गणितीय संरचना में लाता है जो स्ट्रिंग सिद्धांत के सभी पांच सुसंगत संस्करणों (साथ ही सुपरग्रेविटी नामक कणों का वर्णन) है। विभिन्न भौतिक स्थितियों में, यह इन सिद्धांतों में से प्रत्येक की तरह दिखता है।

"सब कुछ का सिद्धांत" होना कठिन है। टीवी का एक मुश्किल काम है - गुरुत्वाकर्षण को प्रकृति के क्वांटम नियमों में इस तरह से धकेलना कि, बड़े पैमाने पर, गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष-समय के कपड़े की वक्रता जैसा दिखता है, जिसे अल्बर्ट आइंस्टीन ने सापेक्षता के अपने सामान्य सिद्धांत में वर्णित किया है। किसी तरह, अंतरिक्ष-समय की वक्रता गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा की मात्रा वाली इकाइयों की एक आम भाजक के रूप में पैदा होती है - कण जिसे गुरुत्वाकर्षण के रूप में जाना जाता है। लेकिन ग्रेविटॉन की बातचीत की गणना करने के लिए भोले प्रयास अर्थहीन शिशुओं को जन्म देते हैं, जो गुरुत्वाकर्षण की गहरी समझ की आवश्यकता का सुझाव देता है।

स्ट्रिंग सिद्धांत, या, तकनीकी रूप से अधिक सही रूप से, एम-सिद्धांत, अक्सर हमारे ब्रह्मांड में टीवी के लिए अग्रणी उम्मीदवार के रूप में वर्णित है। लेकिन उसके पास कोई अनुभवजन्य साक्ष्य नहीं है, क्योंकि किसी भी अन्य वैकल्पिक विचार के लिए कोई भी नहीं है कि गुरुत्वाकर्षण अन्य सभी मूलभूत बलों के साथ कैसे गठबंधन कर सकता है। क्यों एम-सिद्धांतों दूसरों पर एक फायदा दे?

यह सिद्धांत, जैसा कि आप जानते हैं, दावा करता है कि इलेक्ट्रॉनों, फोटॉनों और अन्य सभी की तरह गुरुत्वाकर्षण भी बिंदु कण नहीं हैं, लेकिन ऊर्जा के मायावी रूप से छोटे छोटे गोंद, या "तार" जो अलग-अलग तरीकों से कंपन करते हैं। 1980 के दशक के मध्य में स्ट्रिंग थ्योरी में रुचि तेजी से बढ़ी, जब भौतिक विज्ञानियों ने महसूस किया कि इसने क्वांटम गुरुत्वाकर्षण का गणितीय रूप से सुसंगत विवरण दिया है। लेकिन सिद्धांत के पांच जाने-माने संस्करण "गड़बड़ी" थे, अर्थात्, उन्होंने कुछ शर्तों के तहत काम करना बंद कर दिया था। सिद्धांतवादी गणना कर सकते हैं कि जब दो ग्रेविटन तार उच्च ऊर्जाओं से टकराते हैं तो क्या होता है, लेकिन ग्रेविटॉन के विलय से पहले यह शक्तिहीन होता है कि यह इतना अधिक होता है कि यह एक ब्लैक होल को जन्म देता है।

फिर 1995 में, भौतिक विज्ञानी एडवर्ड विटेन ने सभी स्ट्रिंग सिद्धांतों की मां की खोज की। उन्होंने विभिन्न संकेतों को पाया कि गड़बड़ी स्ट्रिंग सिद्धांत एक सुसंगत गैर-परितनीकरण सिद्धांत में फिट होते हैं, जिसे उन्होंने "एम-सिद्धांत" कहा था। विभिन्न भौतिक संदर्भों में एम-सिद्धांत स्ट्रिंग सिद्धांतों में से एक की तरह दिखता है, लेकिन इसकी शर्तों पर कोई प्रतिबंध नहीं है - और यह सब कुछ के सिद्धांत के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है। या कम से कम है कि Whitten गणना कहा है। कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी डेविड सीमन्स-डफिन ने बताया, "एम-थ्योरी के समीकरणों को लिखे बिना, जो कि अपने आप में प्रभावशाली है, लेकिन अपने आप में कई सवालों को छोड़ देता है, बिना तर्क के छोड़ दिया जा सकता है।"

अनुसंधान का एक और विस्फोट दो साल बाद हुआ, जब भौतिक विज्ञानी जुआन मालदासेन ने विज्ञापन / सीएफटी पत्राचार की खोज की: अंतरिक्ष-समय क्षेत्र में गुरुत्वाकर्षण के संयोजन वाले होलोग्राफिक सिद्धांत के कार्यान्वयन को "एंटी-डी सिटर स्पेस" (AdS) के रूप में कणों के क्वांटम विवरण के साथ ( अनुरूप क्षेत्र सिद्धांत, सीएफटी) इस क्षेत्र की सीमा के साथ आगे बढ़ रहा है। AdS / CFT, AdS स्पेस-टाइम ज्योमेट्री के एक विशेष मामले के लिए M- सिद्धांत की पूरी परिभाषा देता है, जो नकारात्मक ऊर्जा से भरा होता है, जो इसे हमारे ब्रह्मांड से अलग मोड़ देता है। ऐसी काल्पनिक दुनिया के लिए, भौतिकविद् किसी भी ऊर्जा पर प्रक्रियाओं का वर्णन कर सकते हैं, जिसमें ब्लैक होल का निर्माण और वाष्पीकरण शामिल है। पिछले 20 वर्षों में मुलदासेन द्वारा उल्लिखित 16,000 पत्र मुख्य रूप से AdS / CFT और क्वांटम गुरुत्व को बेहतर ढंग से समझने के लिए इन गणनाओं को करने की कोशिश कर रहे हैं।

घटनाओं के इस सरल अनुक्रम ने अधिकांश विशेषज्ञों को यह निष्कर्ष निकालने के लिए प्रेरित किया कि एम-सिद्धांत टीवी के लिए अग्रणी उम्मीदवार है, भले ही हमारे ब्रह्मांड जैसे ब्रह्मांड में इसकी सटीक परिभाषा अज्ञात बनी हुई है। सिद्धांत सही है या नहीं यह एक अलग मुद्दा है। वह तार जो प्रदान करता है - साथ ही अतिरिक्त मुड़ा हुआ माप जिसमें ये तार हिलना चाहिए - बड़े हैड्रोन कोलाइडर जैसे प्रयोगों के संकल्प से 10 मिलियन बिलियन गुना कम हैं। और सिद्धांत के कुछ मैक्रोस्कोपिक विशेषताएं जो पहले से ही देखी जा सकती थीं, जैसे कि कॉस्मिक स्ट्रिंग्स या सुपरसिममेट्री, नहीं मिली थीं।

टीवी के अन्य संस्करणों में कई अलग-अलग तकनीकी समस्याएं हैं, और उनमें से एक ने अभी तक स्ट्रिंग सिद्धांत के गणितीय स्थिरता को दोहराया नहीं है - इस तरह की प्रक्रिया की गणना के रूप में, उदाहरण के लिए, एक दूसरे द्वारा गुरुत्वाकर्षण के बिखरने के रूप में। सीमन्स-डफ़िन के अनुसार, प्रतिद्वंद्वियों में से कोई भी पहला कदम, या इस गणना के पहले "क्वांटम सुधार" को पूरा करने में सक्षम नहीं था। एक दार्शनिक ने यह भी तर्क दिया कि स्ट्रिंग सिद्धांत की स्थिति, एकमात्र ज्ञात सुसंगत सिद्धांत के रूप में, इसकी सच्चाई का प्रमाण माना जाता है।

दूर के प्रतिद्वंद्वियों में एसिम्पोटिक रूप से सुरक्षित गुरुत्वाकर्षण है , E8 सिद्धांत [यह एक " सब कुछ के असाधारण सिद्धांत "], गैर-कम्यूटेटिव ज्यामिति, और कारण फ़र्मियन सिस्टम भी है । उदाहरण के लिए, एसिम्पटोटिक रूप से सुरक्षित गुरुत्वाकर्षण, सुझाव देता है कि गुरुत्वाकर्षण के बल को छोटे स्तर पर स्थानांतरित किया जा सकता है ताकि गणना में अनंतता से बचने में मदद मिल सके। लेकिन अभी तक कोई भी इस ट्रिक को काम में लेने में कामयाब नहीं हुआ है।