თუ ვაშლს უსასრულოდ დავჭრით, საბოლოოდ ატომებსა და მის შემადგენელ ნაწილაკებს მივადგებით. თუმცა, სიმების თეორიის მიხედვით, მოგზაურობა აქ არ მთავრდება. პროტონზე მილიარდჯერ მცირე მასშტაბებში ყველაფერი შესაძლოა ვიბრირებადი „სიმებისგან“ შედგებოდეს.

რა არის სიმების თეორია?

სიმების თეორია მე-20 საუკუნის 60-იან წლებში გაჩნდა, როგორც მცდელობა კვანტური მექანიკისა და ალბერტ აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიის გასაერთიანებლად. მეცნიერები დიდი ხანია ცდილობენ ამ ორი სფეროს შეხამებას, თუმცა გრავიტაციის კვანტურ მასშტაბებში ჩართვა მათემატიკურ უსასრულობებს იწვევს.

ახალი კვლევა, რომელიც ჟურნალ Physical Review Letters-ში გამოქვეყნდა, ამ პრობლემას „ბუტსტრაპის“ მეთოდით უდგება. მკვლევართა ჯგუფმა კალტექიდან, ნიუ-იორკის უნივერსიტეტიდან და ბარსელონის ფიზიკის ინსტიტუტიდან დაიწყო არა მზა მოდელებით, არამედ რამდენიმე ფუნდამენტური პრინციპით.

მოულოდნელი შედეგი

კვლევის ავტორებმა, მათ შორის კლიფორდ ჩუნგმა, დაადგინეს, რომ ნაწილაკების შეჯახებისას მიღებული მათემატიკური მოდელები ავტომატურად უბრუნდებოდნენ სიმების თეორიის კლასიკურ მახასიათებლებს. ჩუნგის თქმით, მათ არანაირი ვარაუდი სიმების შესახებ არ გაუკეთებიათ, მაგრამ საბოლოო გადაწყვეტა თავისთავად მივიდა ამ შედეგამდე.

ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი აღმოჩენა ეხება ე.წ. „ნაწილაკების უსასრულო კოშკს“. ეს სტრუქტურა ჰგავს ვიოლინოს სიმის ვიბრაციას, სადაც ძირითადი ტონის გარდა, რიგითი ოვერტონებიც წარმოიქმნება. სიმების თეორიის მიხედვით, სამყაროს ყველა ნაწილაკი სწორედ ასეთი ვიბრაციული პატერნების შედეგია.

რატომ იშლება გრავიტაციის მათემატიკა?

როდესაც მეცნიერები ფარდობითობის ზოგად თეორიას უკიდურესად მაღალი ენერგიების პირობებში იყენებენ, მათემატიკური განტოლებები კარგავს აზრს და უსასრულო მნიშვნელობებს აჩვენებს. სიმების თეორია ამას „ულტრარბილი“ ქცევით არიდებს თავს.

მაღალი ენერგიების დროს სიმები ურთიერთქმედებას ანაწილებენ, რაც ხელს უშლის აგრესიულ მათემატიკურ ქცევას. შედეგად, ნაწილაკები არ ეჯახებიან ერთმანეთს დამანგრეველი ძალით, არამედ თავისუფლად გაივლიან, რაც სისტემას სტაბილურს ხდის.

ეს კვლევა არ ნიშნავს სიმების თეორიის ექსპერიმენტულ დასტურს, თუმცა ის ამყარებს თეორიულ საფუძვლებს. მეცნიერები მიიჩნევენ, რომ „ბუტსტრაპის“ მეთოდი, რომელიც 60-იან წლებში დავიწყებას მიეცა, თანამედროვე გამოთვლითი ტექნიკით ახალ სიცოცხლეს იძენს.