|
Είκοσι χρόνια έχουν περάσει από τότε που η πρώτη επανάσταση
των υπερχορδών ξεκίνησε στο Κέντρο για τη Φυσική Aspen στο Κολοράντο.
Περίπου, 75 επιστήμονες θα συναντηθούν σε ένα συμπόσιο στο ίδιο Κέντρο
στις 12 Αυγούστου, για να γιορτάσουν αυτή την επανάσταση,
συμπεριλαμβανομένου και του Jeffrey Harvey, καθηγητή της φυσικής στο
Πανεπιστήμιο του Σικάγου. Ο Harvey θα μιλήσει στην εναρκτήριο προσφώνηση
του συμποσίου, με θέμα "Ο αντίκτυπος της επανάστασης του '84 στη φυσική, ή
πώς έμαθα να σταματώ να θυμώνω και να αγαπώ τη θεωρία των υπερχορδών".
 Ολοένα
και περισσότεροι φυσικοί θεωρούν την θεωρία υπερχορδών ως την καλύτερη
ευκαιρία για να διατυπώσουν ένα σύνολο φυσικών νόμων που κυβερνούν τα
πάντα, από τους μεγαλύτερους γαλαξίες έως τα μικρότερα κουάρκ σε μια
μεγάλη ενοποιημένη θεωρία των πάντων. Τα δύο άτομα που ξεκίνησαν αυτή την
επανάσταση, ο Michael Green, του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, και ο John
Schwarz του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνιας, θα μιλήσουν επίσης
στο συμπόσιο.
Η θεωρία χορδών είχε προκύψει προς το τέλος της δεκαετίας του
'60, έχοντας σαν αδύνατο σημείο μερικές μόνο προφανείς μαθηματικές
ασυνέπειες. Το 1984 οι Green και Schwarz έδειξαν ότι θα μπορούσαν να
επιλύσουν τις ασυνέπειες υπό ορισμένες συνθήκες.
"Πριν από αυτό υπήρχαν ουσιαστικά δύο ή τρεις άνθρωποι σε
ολόκληρο τον κόσμο που ασχολούνταν με τη θεωρία χορδών", λέει ο Harvey.
"Μέσα σε ένα χρόνο υπήρχαν αρκετοί. Τώρα υπάρχουν πιθανώς χίλιοι άνθρωποι
στα κορυφαία Πανεπιστήμια που ασχολούνται με αυτό το θέμα."
Σύντομα μετά από την ανακάλυψη των Green και Schwarz, ο Harvey, σε
συνεργασία με τον Emil Martinec, καθηγητή στη φυσική στο Πανεπιστήμιο του
Σικάγου, μαζί με δύο άλλους συνάδελφους του δημοσίευσε μια εργασία
προτείνοντας την ετεροτική θεωρία των χορδών, μια υβριδική θεωρία που
συνδύαζε δύο εκδόσεις της θεωρίας των χορδών σε μια. Οι τέσσερις
επιστήμονες δούλευαν τότε στο Πανεπιστήμιο του Princeton. Και ονομάστηκαν
γι αυτό το κουαρτέτο χορδών του Princeton.
"Τώρα γίνεται κατανοητό ότι η δημιουργία μας, καθώς και η θεωρία χορδών
των Green και Schwarz, είναι διαφορετικά κομμάτια μιας κάπως μεγαλύτερης
θεωρίας, που λέγεται μερικές φορές θεωρία-Μ, που ακόμα προσπαθούμε να
συλλάβουμε", λέει ο Martinec.
Μια δεύτερη εργασία που γράφτηκε λίγους μήνες μετά από την ανακάλυψη των
Green και Schwarz έδειξε με ποιο τρόπο συνδεόταν η θεωρία των χορδών με το
επικρατούν τμήμα της θεωρίας της αλληλεπίδρασης των υποατομικών
σωματιδίων. Εκείνη η εργασία γράφτηκε από τον Philip Candelas, που
βρίσκεται τώρα στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, τον Gary Horowitz του
Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, τον Andrew Strominger του Πανεπιστημίου του
Χάρβαρντ και τον Ed Witten του Ινστιτούτου Προηγμένων Μελετών στο
Princeton.
"Αυτές οι δύο συνεχόμενες εργασίες των Green και Schwarz θεμελίωσαν
πραγματικά αυτήν την επανάσταση, ή έδωσαν με σαφήνεια να καταλάβουμε ότι
κάτι μεγάλο είχε ανακαλυφθεί", αναφέρει ο Harvey.
Ο Martinec υπενθυμίζει τον ενθουσιασμό που περιέβαλε την
ανακάλυψη των Green και Schwarz. "Ήταν η πρώτη φορά που κάποιος είχε μια
θεωρία στην οποία συνδυαζόταν η βαρύτητα με τις άλλες θεμελιώδεις
δυνάμεις, όπως ο ηλεκτρομαγνητισμός, καθώς και τα άλλα στοιχειώδη
σωματίδια - όπως τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκ που αποτελούν τη συνηθισμένη
ύλη - όλα μαζί σε ένα ενιαίο πλαίσιο", λέει. "Ήταν ίσως η πιο συναρπαστική
περίοδος που έχω ζήσει στην επιστήμη".
Οι φυσικοί είχαν ακόμα να επαληθεύσουν τη θεωρία των χορδών στο
εργαστήριο, εις πείσμα μιας δεύτερης επανάστασης των υπερχορδών που ήρθε
περίπου στα μέσα της δεκαετίας του '90. Οι χορδές θεωρούνται ότι έχουν
διαστάσεις 10-33 του ενός εκατοστού. Το μήκος αυτό είναι
γνωστό ως μήκος του Planck και είναι πάνω
από την ικανότητα που έχουν οι σύγχρονοι επιταχυντές να ανιχνεύσουν.
Ακόμα, οι επιστήμονες μπορούν να βρουν αποδείξεις ότι ισχύει η θεωρία
χορδών όταν ξεκινήσει ο Μεγάλος Συγκρουστής Αδρονίων (LHC) στο Κέντρο
Πυρηνικών Μελετών και Ερευνών (CERN), το 2007 ή το 2008. "Αλλά δεν υπάρχει
καμία τέτοια εγγύηση", εξηγεί ο Harvey.
Τέτοια αποδεικτικά στοιχεία μπορούν να αποκαλύψουν τα νέα
υπερσυμμετρικά σωματίδια που θα ήταν εταίροι των γνωστών στοιχειωδών
σωματιδίων. "Η υπερσυμμετρία ανακαλύφθηκε εν μέρει ως συνεπακόλουθο της
θεωρίας των χορδών, και ταιριάζει φυσικά στη θεωρία των χορδών, έτσι
σκέφτομαι ότι σε πολλούς φυσικούς θα ήταν τουλάχιστον μια ένδειξη ότι η
θεωρία χορδών είναι στο σωστό δρόμο", λέει ο Harvey.
"Υπάρχουν πολλά νέα μαθηματικά που έχουν βγει από τη θεωρία χορδών, νέες
ιδέες και τεχνικές, και αυτό κάνει πολλούς φυσικούς και μαθηματικούς πολύ
ανήσυχους", υποστηρίζει ο Harvey.
Οι φυσικοί είναι ανήσυχοι επειδή η θεωρία χορδών έχει γίνει δημοφιλής,
αλλά δεν στηρίζεται ακόμα στο πείραμα. Οι μαθηματικοί, εν τω μεταξύ, είναι
νευρικοί επειδή παράγει νέες μαθηματικές ιδέες που δεν υποστηρίζονται από
τις επίσημες μαθηματικές αποδείξεις.
"Μέρος του θέματος που θα παρουσιάσω είναι ότι η θεωρία χορδών είναι πάνω
από τα μαθηματικά και τη φυσική, αλλά δεν ταιριάζει αρκετά ούτε στη μία
είτε στην άλλη", λέει ο Harvey.
Ο Harvey παρηγορείται από μια συνομιλία που είχε με τον πανεπιστημιακό
ιστορικό της Επιστήμης Peter Galison του Χάρβαρντ. Οι δύο τους συζήτησαν
ότι όταν δύο επιστημονικά πεδία ενώνονται οριακά, κάνουν τους ειδικούς σε
αυτά τα πεδία νευρικούς επειδή "εξετάζει τις προϋπόθεσεις που
συνεργάζονται", εξηγεί ο Harvey. Αλλά ο Galison σημείωσε ότι στην ιστορία
της επιστήμης, τα πεδία που κάνουν τους επιστήμονες νευρικούς, επίσης,
γίνονται πιο καρποφόρα. Η θεωρία των χορδών φαίνεται να αρμόζει σε αυτή
την κατηγορία". |
