弦理論とは何ですか? また、どのように定義されていますか?

ひも理論は、一般相対性理論と のすべての基本的な力を含み、記述する単一のモデルへの量子力学 自然。 この理論では、素粒子は点粒子ではありません。 物理学ではなく、むしろ振動する極小次元の「ストリング」または「フィラメント」を表します。 時空。

理論の名前は、素粒子が 1 次元オブジェクトであるという仮定に基づいています。 異なる周波数で振動するひもに似ており、粒子の質量と種類を決定します。 代表する。

この理論は 1960 年代後半に生まれ、ガブリエレ ベネツィアーノ、南部陽一郎、レナード サスキンド、ジョン H. シュワルツとマイケル・グリーンなど。 しかし、主要な出版物は、1974 年頃に Jöel Scherk と John Henry Schwarz によって作成され始めました。 前述の科学者たちは、一般相対性理論と量子力学を調和させる方法を探していました。 素粒子は実際には粒子ではなく時空で振動するひもであるという考えにたどり着きました 規則正しい。 その後数十年にわたり、ひも理論は科学界で多くの論争と討論の対象となってきました。

ひも理論の基礎は、宇宙のすべての物質と基本的な力は、これらのひもの振動の結果であるという考えです。

特徴

ひも理論の特徴と前提には次のようなものがあります。

• 素粒子は、実際には時空で振動する 1 次元のひもです。

• これらのストリングの特性 (長さや張力など) によって、生成される粒子の特性が決まります。

• これらの弦の異なる振動モードは、ボソンやフェルミ粒子を含むすべての既知の素粒子の存在を説明できます。

• それには、日常の現実で経験する 4 つの次元に加えて、複数の超空間次元が含まれます。

この理論、または一部の科学者によって仮説と呼ばれるこの理論は、以下の数学的モデルに基づいています。 非常に複雑で、量子力学、一般相対性理論、微分幾何学、 トポロジ。

理論に関連するこれらの概念は引き続き研究対象であり、したがって、次の可能性があることに注意することが重要です。 使用される数学的モデルと方程式は、新しい発見が行われ、新しい発見が行われるにつれて変更されます リサーチ。

ひも理論は、現実と素粒子の基本的な性質に焦点を当てているため、宇宙の起源を完全に説明するものではありません。 ただし、宇宙インフレーションなどの現象を説明する点で、ビッグバン理論とある程度互換性があります。 宇宙の初期の瞬間に発生した加速膨張の期間であり、大規模な構造の形成 規模。

挑戦と批判

ひも理論は、長年にわたって多くの批評家や中傷者の対象となっており、いくつかの議論は次の側面に関連しています。

• 経験的証拠の欠如: 何十年にもわたる研究にもかかわらず、弦理論はその信憑性を確認するのに十分な経験的証拠をまだ持っていません.

• 数学的複雑さ: この理論は、数学的な観点から見ると非常に複雑であり、ほとんどの人にとって理解が困難です。

• 通約不可能性: 標準的な物理学と通約不可能です。つまり、2 つの理論の関係を比較して確立するための実験を行うことはできません。

• マルチバース: その基礎は複数の宇宙の存在を暗示しており、この考えを受け入れるのが難しい人もいます.

• 予測の難しさ: その複雑さのために、ひも理論を使用して観測可能な物理現象を正確に予測することは困難です。

これらは、ひも理論に対して平準化された批判と欠点のほんの一部です。 これらの課題にもかかわらず、この分野の研究は続けられており、多くの科学者は、物理学を統一する鍵を握ることができると信じています.

応用分野

超弦理論は、高エネルギー物理学、宇宙論、理論物理学などの分野で応用されています。 また、素粒子物理学や量子重力にも影響があります。 さらに、ブラック ホールとそのエントロピーの物理学の研究にも使用されています。

一方では、ひも理論は、一般相対性理論と量子力学の間の調整など、物理学における最も基本的な問題のいくつかを解決できます。 彼の哲学は、理論宇宙論で最も活発な研究分野の 1 つとなっている多次元と平行宇宙の存在を支持しています。

一方で、このモデルが基づいている仮説は、物理学の多くの進歩にもつながっています。 凝縮物質や量子情報の理論など、宇宙論を超えて 田畑。

宇宙論は、弦理論がここ数十年で重要な役割を果たした分野の 1 つです。