Sicim Teorisi nedir ve nasıl tanımlanır?

Evelyn Maite Marin
Endüstri Mühendisi, Fizik Yüksek Lisansı ve EdD

Sicim Teorisi, genel görelilik teorisini uzlaştırmaya çalışan fiziksel bir yaklaşımdır. Kuantum mekaniğinin tüm temel kuvvetlerini içeren ve açıklayan tek bir modelde doğa. Bu teoride, temel parçacıklar, standart model tarafından belirtildiği gibi nokta parçacıklar değildir. fizikte titreşen sonsuz küçük boyutlu "sicimleri" veya "filamentleri" temsil eder. boş zaman.

Teorinin adı, temel parçacıkların tek boyutlu nesneler olduğu varsayımına dayanmaktadır. parçacığın kütlesini ve türünü belirleyen farklı frekanslarda salınan sicimlere benzer. temsil etmek.

Bu teori 1960'ların sonlarında ortaya çıktı ve aralarında Gabriele Veneziano, Yoichiro Nambu, Leonard Susskind, John H. Schwarz ve Michael Green, diğerleri arasında. Ancak, ana yayınlar 1974 civarında Jöel Scherk ve John Henry Schwarz tarafından yapılmaya başlandı. Bahsedilen bilim adamları, genel görelilik teorisi ile kuantum mekaniği teorisini uzlaştırmanın bir yolunu arıyorlardı ve Temel parçacıkların aslında parçacıklar yerine uzay-zamanda titreşen sicimler olduğu fikrine geldi. dakik. Sonraki on yıllar boyunca, sicim teorisi bilim camiasında pek çok tartışma ve tartışmanın konusu oldu.

Sicim teorisinin temeli, evrendeki tüm maddenin ve temel kuvvetlerin bu sicimlerin titreşiminin sonucu olduğu fikridir.

Özellikler

Sicim teorisinin bazı özellikleri ve öncülleri şunları içerir:

• Temel parçacıklar aslında uzay-zamanda titreşen tek boyutlu sicimlerdir.

• Bu sicimlerin özellikleri (uzunlukları ve gerginlikleri gibi) ürettikleri parçacıkların özelliklerini belirler.

• Bu dizilerin farklı salınım modları, bozonlar ve fermiyonlar da dahil olmak üzere bilinen tüm temel parçacıkların varlığını açıklayabilir.

• Günlük gerçekliğimizde deneyimlediğimiz dört boyuta ek olarak birden çok uzay-dışı boyut içerir.

Bazı bilim adamları tarafından hipotez olarak adlandırılan bu teori, matematiksel modellere dayanmaktadır. son derece karmaşıktır ve kuantum mekaniği, genel görelilik, diferansiyel geometri ve topoloji.

Teori ile ilişkilendirilen bu kavramların araştırma konusu olmaya devam ettiğini ve bu nedenle mümkün olduğunu not etmek önemlidir. Kullanılan matematiksel modeller ve denklemler, yeni keşifler yapıldıkça ve yenileri yapıldıkça değiştirilir. araştırma.

Sicim teorisi, daha çok gerçekliğin temel doğasına ve temel parçacıklara odaklandığından, evrenin kökeni hakkında tam bir açıklama sağlamaz. Bununla birlikte, kozmik şişme gibi fenomenleri açıklamada, Big Bang teorisi ile bir dereceye kadar uyumludur. evrenin ilk anlarında meydana gelen hızlanmış bir genişleme ve büyük ölçekli yapıların oluşumu dönemidir. ölçek.

Zorluklar ve eleştiri

Sicim teorisi, yıllar boyunca birçok eleştirmenin ve aleyhtarın konusu olmuştur ve bazı argümanlar aşağıdaki yönlerle ilgilidir:

• Ampirik kanıt eksikliği: Onlarca yıl süren araştırmalara rağmen, sicim teorisinin doğruluğunu doğrulamak için hala yeterli ampirik kanıt yoktur.

• matematiksel karmaşıklık: Bu teori, matematiksel açıdan son derece karmaşıktır ve bu da çoğu insanın anlamasını zorlaştırır.

• kıyaslanamazlık: standart fizikle karşılaştırılamaz, yani iki teori arasında ilişki kurmak ve karşılaştırmak için deneyler yapılamaz.

• çoklu evrenler: temeli birden fazla evrenin varlığını ima eder ve bazı insanlar için bu fikri kabul etmek zordur.

• Tahmin yapmakta zorluk: Karmaşıklığından dolayı, sicim teorisinin gözlemlenebilir fiziksel fenomenler hakkında doğru tahminler yapmak için kullanılması zordur.

Bunlar, sicim teorisine yöneltilen eleştirilerden ve sakıncalardan sadece birkaçı. Bu zorluklara rağmen, bu alandaki araştırmalar devam ediyor ve birçok bilim adamı bunun fiziği birleştirmenin anahtarı olabileceğine inanıyor.

Uygulama alanları

Sicim teorisi, yüksek enerji fiziği, kozmoloji ve teorik fizik gibi alanlarda uygulanır. Aynı zamanda parçacık fiziği ve kuantum yerçekimi için de çıkarımları vardır. Ayrıca, kara deliklerin fiziğini ve entropisini incelemek için kullanılmıştır.

Bir yandan sicim kuramı, genel görelilik kuramı ile kuantum mekaniği arasındaki uzlaşma gibi fizikteki en temel soruların bazılarını çözebilir. Onun felsefesi, teorik kozmolojide en aktif araştırma alanlarından biri haline gelen çoklu boyutların ve paralel evrenlerin varlığını desteklemektedir.

Öte yandan, bu modelin dayandığı hipotez de fizikte çok sayıda ilerlemeye yol açmıştır. diğerleri arasında yoğun madde ve kuantum bilgisi teorisi gibi kozmolojinin ötesinde alanlar.

Kozmoloji, sicim kuramının son yıllarda önemli bir katılım sağladığı alanlardan biridir.