تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
فيزياء الأوتار الملتوية
المؤلف:
برايان غرين
المصدر:
الكون الأنيق
الجزء والصفحة:
ص264
2025-06-05
54
ركزنا من خلال مناقشاتنا السابقة لحركة الأوتار على الأوتار غير الملتوية. وتشترك الأوتار الملتفة حول عالم فضائي دائري في أغلب الخواص مع الأوتار التي درسناها. وتساهم اهتزازات هذه الأوتار وبشدة في الخواص الظاهرية بنفس الشكل مثل تلك غير الملتوية والاختلاف الرئيسي في حالة الأوتار الملتوية . أن هو لها كتلة "دنيا" تتحدد بمقاييس البعد الدائري وعدد لفات الوتر. وتحدد الحركة التذبذبية للوتر مدى المساهمة في زيادة الكتلة عن الحد الأدنى. وليس من الصعب إدراك أصل ذلك الحد الأدنى للكتلة. ويتوقف الطول الأدنى للوتر الملفوف على محيط البعد الدائري وعدد لفات الوتر حوله، ويحدد الحد الأدنى لطول الوتر كتلته الدنيا فكلما زاد طول الوتر زادت كتلته لزيادة حجمه. وحيث أن محيط الدائرة يتناسب مع نصف قطرها، فإن الحد الأدنى لعدد اللفات يتناسب مع نصف قطر الدائرة التي يلتف حولها الوتر. وباستخدام علاقة الكتلة بالطاقة لأينشتاين يمكن القول إن الطاقة الكامنة في الوتر الملتف تتناسب مع نصف قطر البعد الدائري. وللأوتار غير الملفوفة كذلك حد أدنى للطول، لأنه إذا لم يكن لها هذا الحد الأدنى، فسيعيدنا ذلك إلى عالم الجسيمات النقاط. ويؤدي نفس المنطق إلى أن للأوتار غير الملفوفة كتلة دنيا قد تكون ضئيلة جداً لكنها ليست صفراً. وهذا صحيح بشكل ما لكن تأثير ميكانيكا الكم الذي تعرضنا له في الفصل السادس - ولتتذكر السعر المناسب - قادر على أن : بلاشي تماماً هذه المشاركة في الكتلة. ولنسترجع أن هذا هو السبب الذي يؤدي إلى أن تعطي الأوتار غير الملفوفة جسيمات لا وزن لها مثل الفوتون والغرافيتون والجسيمات الأخرى عديمة الوزن أو ذات الوزن القريب من الصفر. غير أن الأوتار الملفوفة تختلف في هذا الشأن.
كيف يؤثر وجود أشكال الأوتار الملفوفة في الخواص الهندسية للأبعاد التي تلتف حولها الأوتار؟ كانت الإجابة التي تم الاعتراف بها لأول مرة في العام 1984 غريبة وجديرة بالملاحظة، وقد جاء بها الفيزيائيان اليابانيان كيجي كيكاوا وماسامي ياماساكي.
ولنذكر هنا آخر المراحل الكارثية في تنوعات الانهيار الهائل لعالم خرطوم المياه. وعندما يتقلص نصف قطر البعد الدائري إلى طول بلانك، وطبقاً للنسبية العامة، فإنه سيواصل تقلصه إلى أطوال أقل، غير أن نظرية الأوتار تفرض إعادة تفسير جذرية لما يحدث بالفعل. وتزعم نظرية الأوتار أن جميع العمليات الفيزيائية في عالم خرطوم المياه، حيث نصف قطر البعد الدائري أقصر من طول بلانك ومستمر في النقصان، تتطابق تماماً مع العمليات الفيزيائية التي يكون فيها البعد الدائري أطول من طول بلانك ومستمر في الزيادة ويعني ذلك أنه عندما يحاول البعد الدائري أن ينهار عبر طول بلانك متجهاً نحو أطوال أصغر، فإن هذه المحاولات لا طائل تحتها من وجهة نظر نظرية الأوتار، الأمر الذي يقلب الهندسة رأساً على عقب. وتبين نظرية الأوتار أن هذا التطور يمكن أن تعاد صياغته - بالضبط يعاد تفسيره - لأنه عندما تتقلص الأبعاد الدائرية إلى طول بلانك تبدأ في التمدد ثانية. وتعيد نظرية الأوتار كتابة قوانين الهندسة للمسافات القصيرة، فما كان يبدو سابقاً أنه انهيار عالمي تام ينظر إليه الآن على أنه ارتداد عالمي. ويمكن أن يتقلص البعد الدائري ليصل إلى طول بلانك. لكن بسبب نمط الالتفاف فإن محاولات التقلص أكثر من ذلك تؤدي في الواقع إلى تمدد. ولنر السبب في ذلك.