Γ. Καρτάλη 72
(Πρώην Γαλλικό Ινστιτούτο)
38333 Βόλος
ead-volos@astronomos.gr
secretary@astronomos.gr
Τηλ: (+30) 2421046253
Fax: (+30) 2421051061

Μάθημα 9ο:
Θεωρία χορδών υπερχορδών και βρανών

Οι χορδές είναι μονοδιάστατες θεωρητικές δομές του μικρόκοσμου και αντικαθιστούν το μεγάλο πλήθος των σωματιδίων αυτού. Αυτή ακριβώς είναι και η ομορφιά τους, ότι μπορούν να απεικονίσουν το μεγάλο πλήθος των σωματιδίων. Είναι μια πρώτη θεωρητική επινόηση του μαθηματικού Καλούζα, που επεξεργάστηκε τις εξισώσεις της ειδικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Με συνοπτική κυριολεκτικά περιγραφή, ο Kaluza έδειχνε το τρόπο ενοποίησης της θεωρίας της βαρύτητας του Αϊνστάιν και της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας του Τζέιμς Μάξγουελ, με την εισαγωγή μιας πέμπτης διάστασης. Έτσι το Σύμπαν έγινε 5-διάστατο. Η 5η διάσταση είναι τυλιγμένη στον εαυτό της και δεν γίνεται άμεσα αντιληπτή.

Αλλά η θεωρία των χορδών, στη γενικότερη εκδοχή της, έχει ανάγκη όχι μόνο από 5 διαστάσεις αλλά από 10. Και όπως η 5η διάσταση είναι τυλιγμένη έτσι και οι υπόλοιπες 5 είναι και αυτές περιελιγμένες και δεν γίνονται άμεσα αντιληπτές. Τις 10 ακριβώς διαστάσεις της θεωρίας των χορδών, απαιτεί τόσο η συμμετρία, που είναι απαραίτητη σε κάθε θεωρία που φιλοδοξεί να περιγράψει το Σύμπαν, όσο και κβαντική μηχανική.

Όλα αυτά είναι θεωρητικά και μοιάζουν με τη θεωρία του Δημόκριτου για το άτομο, που ήταν ένα νοητό σωματίδιο κατά την αρχαιότητα. Έτσι και οι χορδές είναι νοητές και απροσπέλαστες στην ανθρώπινη λογική, αλλά και στη φυσική παρατήρηση. Μέχρι σήμερα δεν έχουμε εργαστηριακή επαλήθευσή τους. Οι μεγάλοι επιταχυντές δεν μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν την ύπαρξή τους, παρά την προσπάθεια των ερευνητών, ενώ η θεωρία των χορδών αποτελεί ένα σύνολο πολλών θεωριών, που η καθεμιά επιδέχεται πολλές λύσεις.

Στο ενεργητικό της η θεωρία των χορδών έχει το ότι ενοποιεί όλα τα στοιχειώδη σωματίδια της ύλης και ακόμη με τις ταλαντώσεις των χορδών ενοποιεί τη βαρύτητα με τις υπόλοιπες δυνάμεις.

Μερικοί θεωρητικοί των χορδών ενθουσιασμένοι από τη θεωρία των χορδών προχώρησαν στην επέκταση αυτών πολύ γενικότερα και ανέπτυξαν τη θεωρία των υπερχορδών. Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, ό,τι προηγουμένως εκλαμβανόταν ως σωματίδιο τώρα απεικονίζεται ως κύμα, που διατρέχει τη χορδή, σαν τα κύματα  που μπορούμε να προκαλέσουμε πάνω σε ένα μακρύ τεντωμένο σχοινί.

Ακόμη προχώρησαν στη θεωρία των βρανών, που δεν έχουν μόνο μια διάσταση, όπως οι χορδές, αλλά εκτείνονται και σε άλλες περισσότερες διαστάσεις. Συνδυάζουν δε τις βράνες με τη βαρύτητα και τα βαρυτόνια. Αλλά όλα αυτά φθάνουν στα όρια πλέον της λογικής του ανθρώπου.