స్ట్రింగ్ థియరీ అనేది ప్రతిదీ యొక్క సిద్ధాంతానికి అత్యంత ప్రసిద్ధ అభ్యర్థి – ఇది చాలా చిన్న ప్రపంచాన్ని మిళితం చేసే గణిత చట్రం. క్వాంటం మెకానిక్స్మరియు ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ వివరించిన విధంగా చాలా పెద్దది సాధారణ సాపేక్ష సిద్ధాంతం.
ఇప్పటివరకు, ఈ రెండు సిద్ధాంతాలు ఒకదానితో ఒకటి ఏకీభవించలేదు మరియు సమస్య నుండి వచ్చింది గురుత్వాకర్షణ. గురుత్వాకర్షణను ఏకీకృతం చేసే ప్రయత్నంలో (ఇతర మూడు ప్రాథమిక శక్తులు బలంగా ఉన్న చిన్న ప్రమాణాల వద్ద ఇది బలహీనంగా ఉంటుంది) స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం విశ్వం చిన్న ఒక డైమెన్షనల్ తీగలతో రూపొందించబడింది, దీని కంపనాలు మనం చూసే కణాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
ఇబ్బంది ఏమిటంటే, స్ట్రింగ్ థియరీ యొక్క అనేక అంచనాలు అపారమైనవి సాధ్యమయ్యే విశ్వాల శ్రేణిమరియు మనం నివసిస్తున్నది హోలోగ్రామ్ ఉండటం విశ్వం యొక్క అంచు నుండి అంచనా వేయబడినవి, ఇప్పటివరకు మొండిగా పరీక్షించలేనివిగా ఉన్నాయి. ఇది సిద్ధాంతం యొక్క ప్రధాన విమర్శకుడు పీటర్ వోయిట్ “తప్పు కూడా కాదు” అని ఆరోపించింది.
అయితే అతని వివరణ న్యాయమైనదేనా? స్ట్రింగ్ థియరీ, మన విశ్వానికి దాని చిక్కులు, దానిని ఎక్కడ పరీక్షించవచ్చు మరియు గణితానికి మరియు విజ్ఞాన శాస్త్రానికి ఇది ఇప్పటికే చేసిన సహకారాన్ని చర్చించడానికి, మేము కూర్చున్నాము మరికా టేలర్ వద్ద HowTheLightGetsIn లండన్‌లో పండుగ. టేలర్ UKలోని బర్మింగ్‌హామ్ విశ్వవిద్యాలయంలో ప్రో-వైస్ ఛాన్సలర్ మరియు కాలేజ్ ఆఫ్ ఇంజనీరింగ్ అండ్ ఫిజికల్ సైన్సెస్ హెడ్, మరియు ఆమె పరిశోధన క్వాంటం గ్రావిటీ సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించడానికి స్ట్రింగ్ థియరీ మరియు బ్లాక్ హోల్ పరిశీలనలను ఉపయోగించడంపై దృష్టి పెడుతుంది. ఆమె చెప్పేది ఇక్కడ ఉంది:
బెన్ టర్నర్: స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం అంటే ఏమిటి మరియు ఇది ఎందుకు ముఖ్యమైనది?
మరికా టేలర్: స్ట్రింగ్ థియరీ అనేది ప్రకృతి యొక్క అన్ని శక్తులను ఏకం చేసే ఒక సిద్ధాంతం మరియు గురుత్వాకర్షణ శక్తిని వివరించడానికి అనుమతిస్తుంది.
అది ఎందుకు ముఖ్యం? సరే, నా ఉద్దేశ్యం, మొదటగా, మానవత్వం, సమయం ప్రారంభం నుండి, మన చుట్టూ ఉన్న సహజ ప్రపంచాన్ని వివరించడానికి ప్రయత్నిస్తుందని మీరు చెప్పగలరు. ఇది సహజ ప్రపంచం యొక్క వర్ణనలను వ్రాయడం ప్రారంభించటానికి ప్రారంభ కాలం నుండి ప్రజలను నడిపించింది. ఒక కోణంలో, ఇది అంతిమ దశ, ప్రతిదీ యొక్క సిద్ధాంతం.
కాబట్టి మానవ ఉత్సుకత దానిని నడిపిస్తుంది. కానీ చాలా పరిశీలనలు, భౌతిక దృగ్విషయాలు ఉన్నాయి, వాటిని మనం ఇప్పటికే ఉన్న సిద్ధాంతాలను ఉపయోగించి వివరించలేము. మరియు అది ప్రతిదానిని వివరించే అంతిమ సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించేలా చేస్తుంది.
BT: కాబట్టి స్ట్రింగ్ థియరీ యొక్క కీలక ప్రతిపాదనలు ఏమిటి? మరియు ఇది సాధారణ సాపేక్షత నుండి ఎలా భిన్నంగా ఉంటుంది?
MT: మాకు ఒక ప్రాథమిక ప్రతిపాదన ఏమిటంటే, ఈ సిద్ధాంతం ప్రాంతాలలో తెలిసిన, విజయవంతమైన సిద్ధాంతాలకు తగ్గించాల్సిన అవసరం ఉంది [they apply]. కనుక ఇది ఐన్స్టీన్ సిద్ధాంతానికి తగ్గాలి, ఇక్కడ ఐన్స్టీన్ సిద్ధాంతం బాగా పనిచేస్తుంది.
కానీ మరింత ప్రాథమిక స్థాయిలో, కొన్ని ప్రతిపాదనల ప్రకారం ఇది ఒక సిద్ధాంతం, దీనిలో సమయ పరిణామం ఊహించవచ్చు. కాబట్టి మీరు ఒక సమయంలో విశ్వం యొక్క స్థితిని తెలుసుకుంటే, అది తరువాతి సమయంలో విశ్వం యొక్క స్థితిని ప్రత్యేకంగా నిర్ణయిస్తుంది.
అంతకు మించి, స్ట్రింగ్ థియరీని వర్ణించడం కష్టం ఎందుకంటే, ఏదో ఒక కోణంలో, ఇది కేవలం ఒక సిద్ధాంతం కాదు – నిజానికి ఇది ఒక ప్రకృతి దృశ్యం. కాబట్టి కొన్ని పాలనలలో మీరు స్ట్రింగ్స్ యొక్క వాస్తవ ప్రవర్తన పరంగా పోస్ట్యులేట్‌లను పేర్చవచ్చు. ప్రాథమిక సూత్రం ఏమిటంటే, ప్రతి కణం వాస్తవానికి కొద్దిగా స్ట్రింగ్, మరియు వివిధ ఉత్తేజితాల వద్ద లూప్‌లు [of those strings] వివిధ కణాలకు అనుగుణంగా ఉంటాయి.
BT: ఎందుకు చాలా విభిన్న స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతాలు ఉన్నాయి?
MT: ఎందుకంటే ఒకే భౌతిక దృగ్విషయాన్ని వీక్షించడానికి వివిధ మార్గాలు ఉన్నాయి. గత 20 నుండి 30 సంవత్సరాలుగా మీరు ద్వంద్వత్వం అనే పదబంధాన్ని తరచుగా వింటూ ఉంటారు [in the field]. అదే భౌతిక దృగ్విషయం యొక్క ప్రత్యామ్నాయ వివరణలు ఉన్నాయని ఆ పదం ప్రతిబింబిస్తుంది.
గురుత్వాకర్షణ మరియు కణ భౌతిక శక్తులు నిజంగా సంభావితంగా భిన్నంగా ఉన్నాయని మేము భావించాము. ఇప్పుడు మేము చూస్తున్నాము, వాస్తవానికి, మీరు ఒకే రకమైన దృగ్విషయాలను కలిగి ఉండవచ్చు, ఇక్కడ సమస్య యొక్క స్థాయి మరియు మీరు చూస్తున్న సమయ దశలను బట్టి, అవి పరస్పరం మార్చుకోగలవు.
BT: తన సాధారణ సాపేక్షత సిద్ధాంతాన్ని ప్రచురించిన వెంటనే, ఐన్స్టీన్ ప్రతిపాదించాడు అతని సిద్ధాంతానికి మూడు క్లాసిక్ పరీక్షలు అని శాస్త్రవేత్తలు ప్రదర్శించారు. స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతాలు ఇలాంటి పరీక్షలను ఎందుకు అందించలేదు?
MT: కాబట్టి ఇది ఎక్కడ అనే ప్రశ్నకు తిరిగి వెళుతుందని నేను భావిస్తున్నాను [we can find] గురుత్వాకర్షణ మరియు కణ భౌతిక శాస్త్రం యొక్క ఏకీకృత సిద్ధాంతం. మరియు మనం చూడవలసిన రెండు ముఖ్య ప్రాంతాలు, ముందుగా, చాలా ప్రారంభ విశ్వం – పది నుండి ది [power of] మైనస్ 30 సెకన్లు – మరియు రెండవది ఉపరితలం మరియు లోపలి భాగం బ్లాక్ హోల్స్.
విశ్వంలోని చాలా భాగం ఇప్పటికే ఉన్న సిద్ధాంతాల ద్వారా బాగా వివరించబడింది, కాబట్టి ప్రయోగాత్మక సాక్ష్యాలను పొందడం ఇప్పుడు చాలా కష్టం. కానీ అతను దానిని వ్రాసిన వెంటనే, ఐన్స్టీన్ సిద్ధాంతం ఊహించినట్లు ప్రజలు గ్రహించారని గుర్తుంచుకోవడం చాలా ముఖ్యం అని నేను భావిస్తున్నాను. గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు. కానీ అవి గుర్తించడం కష్టతరం చేసే చిన్న ప్రభావాలను కలిగిస్తాయి కాబట్టి, అవి 100 సంవత్సరాల తర్వాత కనుగొనబడలేదు.
BT: కొంతమంది స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతకర్తలు స్ట్రింగ్ ఉనికిని ప్రదర్శించడానికి, మేము గెలాక్సీ లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పరిమాణంలో పార్టికల్ యాక్సిలరేటర్‌ను నిర్మించాల్సి ఉంటుందని వ్యాఖ్యానించారు. మనం నిజంగా అంత దూరంలో ఉన్నామా? లేదా మనం ఎక్కడ చూసినా తెలివిగా ఉండగలమా?
MT: అవును, ఇది పరీక్షలో మనం ఎంత తెలివిగా వ్యవహరిస్తాము అనే దాని గురించి నేను భావిస్తున్నాను, ఎందుకంటే స్పష్టంగా ఎవరూ అంత పెద్ద కణ యాక్సిలరేటర్‌ను నిర్మించలేరు.
నేను 28 సంవత్సరాల క్రితం విద్యార్థిగా ఉన్నప్పుడు, మనం ఈ స్థాయి ఖచ్చితత్వాన్ని పొందగలమని ప్రజలు నమ్మి ఉండరు. బ్లాక్ హోల్ ఉపరితలాల చిత్రణ [that we have]. కాబట్టి మనం దీన్ని పార్టికల్ కొలైడర్ ద్వారా చేయాలని చూడకూడదు, మనం విశ్వం వైపు చూడాలి, ఎందుకంటే ఇది ఇప్పటికే వాటిని చేస్తోంది [particle] మాకు ఘర్షణలు.
రాబోయే దశాబ్దాలలో, మేము బ్లాక్ హోల్స్ ఒకదానితో ఒకటి ఢీకొనడం గురించి మరింత సమాచారాన్ని పొందుతాము. అది నిజంగా నాటకీయ దృగ్విషయం. LIGO గమనించిన రెండు బ్లాక్ హోల్స్ మధ్య ఘర్షణ [Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory] డిటెక్టర్ (మరియు దీని కోసం నోబెల్ బహుమతి లభించింది) సూర్యుని యొక్క మొత్తం శక్తిని మూడు రెట్లు విడుదల చేస్తుంది – ఒక నిమిషం లేదా ఒక రోజులో మన గుండా వెళ్ళే శక్తి కాదు, మొత్తం శక్తి.
మేము ఈ విలీనాల యొక్క మరింత ఎక్కువ డేటాను పొందడం ప్రారంభించినప్పుడు మరియు వాటిని మరింత వివరంగా చిత్రించడం ప్రారంభించినప్పుడు, మేము ఆసక్తికరమైన కొత్త భౌతిక శాస్త్రం కోసం వెతకగల మార్గం.
BT: మరియు, దీనితో LISA ప్రారంభం [Laser Interferometer Space Antenna]గురుత్వాకర్షణ తరంగ డిటెక్టర్లు చాలా సున్నితంగా ఉండబోతున్నాయి. విలీనాలను మెరుగ్గా అధ్యయనం చేయడానికి అది మాకు సహాయపడుతుందా?
MT: ప్రారంభ విశ్వంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన గురుత్వాకర్షణ తరంగాలకు LISA చాలా సున్నితంగా ఉంటుంది. LIGOతో, అవి తప్పు తరంగదైర్ఘ్యాలలో ఉన్నందున మీరు వాటిని చూడలేరు. కాబట్టి ఇది ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది.
LISA గెలాక్సీల మధ్యలో ఉన్న సూపర్ హెవీ బ్లాక్ హోల్స్ గురించి చాలా ఎక్కువ వివరాలను కూడా చూస్తుంది. అవి గెలాక్సీలు మొదట ఏర్పడిన విత్తనాలతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. కాబట్టి మళ్ళీ, ఇది మాకు చాలా ఎక్కువ సమాచారాన్ని అందిస్తుంది.
BT: బ్లాక్ హోల్స్‌తో పాటు, ప్రారంభ విశ్వంలో కూడా సంకేతాలు ఉండవచ్చని మీరు పేర్కొన్నారు. మేము అక్కడ ఏమి చూడవచ్చు?
MT: బాగా, కాస్మిక్ మైక్రోవేవ్ బ్యాక్‌గ్రౌండ్‌లో, నిజంగా చాలా ఎక్కువ ఖచ్చితత్వంతో చిత్రీకరించబడిందని, స్ట్రింగ్ థియరీ ఎఫెక్ట్‌ల కోసం కొన్ని స్మోకింగ్ గన్ సిగ్నల్స్ ఉండవచ్చని ప్రజలు ఆశిస్తున్నారు.
అలా అనిపించడం లేదు. స్ట్రింగ్ థియరీ ప్రకారం నిర్దిష్ట సమూహాలలో ఉన్న కణాల నుండి వచ్చే లక్షణాలు ఉన్నాయి. వారు వీటిని లెక్కించారు మరియు మైక్రోవేవ్ బ్యాక్‌గ్రౌండ్‌లో ఎఫెక్ట్‌లు చాలా తక్కువగా ఉండే అవకాశం ఉందని కనుగొన్నారు.
కానీ విశ్వోద్భవ శాస్త్రాన్ని గమనించడానికి ఇతర మార్గాలు ఉన్నాయి – మైక్రోవేవ్ నేపథ్యం కేవలం ఒక స్నాప్‌షాట్, ఒక క్షణం. ప్రజలు ఇతర విషయాలను కొలవడానికి ఆసక్తి చూపుతారు. 21 సెంటీమీటర్ల కాస్మోలజీ ఉంది [the 21cm line of redshifted atomic hydrogen] మీరు వరుస సార్లు కొలవగలరని. ఇది కేవలం స్నాప్‌షాట్ మాత్రమే కాదు, సినిమాలా ఉంటుంది. తదుపరి తరాల ప్రయోగాలను పిన్ చేయడానికి మమ్మల్ని అనుమతించే మరింత సమాచారాన్ని అది సంభావ్యంగా కలిగి ఉండవచ్చు.
BT: మీ పరిశోధనలో కొంత భాగం క్వాంటం కంప్యూటర్‌ల మాదిరిగా బ్లాక్ హోల్స్ ఎలా ప్రవర్తిస్తుందో చూడటం. ఒక సాధారణ వ్యక్తికి, ఇది ఒక పెద్ద సంభావిత లీపులా అనిపించవచ్చు. ఇద్దరూ ఎలా కనెక్ట్ అయ్యారు?
MT: ఇది ఎలా పని చేస్తుందనే వివరాలు ఇప్పటికీ అధ్యయనంలో ఉన్నాయి. కానీ బ్లాక్ హోల్ చాలా ప్రభావవంతంగా ప్రవర్తిస్తుంది ఒక కంప్యూటర్ అంత. మీరు దానిలోకి ఏదైనా విసిరినట్లయితే, ఆ వస్తువు బ్లాక్ హోల్ లోపల అది క్వాంటం కంప్యూటర్ హార్డ్ డ్రైవ్‌లో ఉన్నట్లుగా నిల్వ చేయబడుతుంది. మరియు బ్లాక్ హోల్ యొక్క బాష్పీభవనం క్వాంటం కంప్యూటింగ్ ప్రక్రియను పోలి ఉంటుంది.
బ్లాక్ హోల్ యొక్క ఉపరితలం క్వాంటం కంప్యూటర్ స్మార్ట్ డిస్క్‌ల వలె ఉన్నట్లు భావించాలి. కంప్యూటర్ హార్డ్ డిస్క్‌లను ఫ్లాట్ ఆబ్జెక్ట్‌లుగా చూడటం మనకు బాగా అలవాటు కాబట్టి, వాటిని పెద్ద గోళాకారంగా చూడకూడదనుకుంటున్నాము. కానీ నిజంగా మీరు ఆ ఉపరితలంపై సమాచారాన్ని నిల్వ చేస్తున్నారని అనుకోండి. మరియు, నేను బ్లాక్ హోల్‌లోకి ఏదైనా విసిరినప్పుడు, అది హార్డ్ డిస్క్‌లో ముద్రించబడుతుంది. ఇది ఆపరేషన్ చేయడం లాంటిది.
BT: కాబట్టి ఎవరైనా బ్లాక్ హోల్‌లో పడిపోతే, వారు చీలిపోయే వరకు వారు సాగదీయబడతారు, ఆపై వారు ఆ క్విట్‌లలో దాఖలు చేయబడతారా?
MT: అవును, అది నిజమే.
BT: ఇది ఒక ప్రత్యేకమైన మార్గం. మేము గురుత్వాకర్షణ తరంగ డిటెక్టర్‌లతో దీన్ని ఇంతకు ముందే స్పృశించాము, అయితే వీటన్నింటికీ ప్రయోగాత్మకంగా కొన్ని ప్రాథమిక పురోగతిని పొందడానికి ఎంతకాలం ఉంటుంది?
MT: ఇది మీకు మొత్తం సిద్ధాంతం యొక్క స్మోకింగ్ గన్ కావాలా లేదా మీరు దానిలోని అంశాలను అన్వేషించాలనుకుంటున్నారా అనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుందని నేను భావిస్తున్నాను.
ఖచ్చితంగా వ్యక్తులు మీరు ఊహించని కొన్ని విషయాలను వెలికితీసే ప్రయోగాలు చేస్తారు, [such as] బ్లాక్ హోల్స్ క్వాంటం కంప్యూటర్లుగా ప్రవర్తించే మార్గాలు. హోలోగ్రఫీలో, బ్లాక్ హోల్స్ గురుత్వాకర్షణ లేని సిద్ధాంతాల ద్వారా వివరించబడ్డాయి. మీరు నిజంగా ప్రయోగశాలలో ఉన్న వాటిని అనుకరించవచ్చు.
పెద్ద ప్రశ్నపై, స్ట్రింగ్ థియరీ యొక్క అదనపు పరిమాణాల ఆకృతిని తెలుసుకోవాలనుకుంటున్నామని చెప్పండి, మనం ప్రయోగాలు చేయగల సమయ ప్రమాణం స్పష్టంగా ఎక్కువ. కానీ దాని గురించి తెలివిగా ఉండవలసిన బాధ్యత సిద్ధాంతకర్తలపై ఉందని నేను భావిస్తున్నాను.
కాస్మోలాజికల్ స్థిరాంకం లేదా డార్క్ ఎనర్జీ వంటి మనకు ఉన్న పెద్ద సిద్ధాంతాలతో కూడా నేను దానిని ముడిపెట్టాను. స్ట్రింగ్ థియరీ డార్క్ ఎనర్జీ లాంటిదేనని మీరు అంతిమంగా చెప్పగలిగితే, మనం వెళ్లి దాని ద్వారా స్ట్రింగ్ థియరీని అంచనా వేయగలమా? ఎందుకంటే డార్క్ ఎనర్జీకి వేరే వివరణ లేదు.
నేను చాలా జాగ్రత్తగా ఉంటాను మరియు ప్రజలు అతిగా ప్రామిస్ చేయాలని నేను అనుకోను. కానీ మీరు దానిని ప్రయోగాత్మకంగా కొలవలేనందున, ప్రజలు దానిని అధ్యయనం చేయలేరని నేను భావిస్తున్నాను.
BT: మేము రేపు మేల్కొన్నాము మరియు స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం తప్పు అని స్మోకింగ్ గన్ సాక్ష్యం ఉందని చెప్పండి. మీకు బలవంతంగా అనిపించే ఇతర ప్రత్యామ్నాయ సిద్ధాంతాలు ఏమైనా ఉన్నాయా? లేదా అది నిజంగా ఆధిపత్యమా?
MT: స్ట్రింగ్ థియరీ అనేది ప్రాథమిక భౌతిక శాస్త్రం యొక్క ఆలోచనల సమాహారం. అదంతా తప్పు అని చెప్పే స్మోకింగ్ గన్ ఉండే అవకాశం చాలా తక్కువ అని నేను అనుకుంటున్నాను. దానిలోని కొన్ని అంశాలు తప్పు అని చెబుతుంది, ఆపై మీరు మిగిలి ఉన్న బిట్‌లపై దృష్టి పెట్టండి.
అన్ని విభిన్న దిశలలో ఆలోచనలను అన్వేషించడం చాలా ముఖ్యమైనదని నేను భావిస్తున్నాను. కానీ క్వాంటం గురుత్వాకర్షణ యొక్క ప్రత్యామ్నాయ సిద్ధాంతాల కొరకు, నిజమైన పోటీదారుడు లేడు.
ఎడిటర్ యొక్క గమనిక: ఈ ఇంటర్వ్యూ స్పష్టత కోసం సవరించబడింది మరియు కుదించబడింది.
HowTheLightGetsIn అనేది ప్రపంచంలోనే అతిపెద్ద ఆలోచనలు, సైన్స్ మరియు సంగీత ఉత్సవం, ఇది ప్రతి సంవత్సరం లండన్ మరియు హేలో జరుగుతుంది. వారి లండన్ పండుగను కోల్పోయారా? చింతించకు. ఇటీవలి లండన్ పండుగ నుండి అన్ని చర్చలు మరియు చర్చలతో సహా అన్ని పండుగ యొక్క మునుపటి ఈవెంట్‌లను చూడవచ్చు IAI.TV. క్వాంటం నుండి స్పృహ వరకు మరియు వాటి మధ్య ఉన్న ప్రతిదీ వరకు విస్తరించి, మీరు రోజర్ పెన్రోస్, కార్లో రోవెల్లి మరియు సబీన్ హోసెన్‌ఫెల్డర్‌తో సహా మార్గదర్శక ఆలోచనాపరుల నుండి వీడియోలు, కథనాలు మరియు నెలవారీ ఆన్‌లైన్ ఈవెంట్‌లను కూడా కనుగొంటారు. ఈరోజు ఉచిత నెలవారీ ట్రయల్‌ని ఆస్వాదించండి iai.tv/subscribe చేయండి.
ఇంకేముంది? ‘నావిగేటింగ్ ది అన్‌నోన్’ అనే థీమ్‌ను అనుసరించి తదుపరి పండుగ 23-26 మే 2025 నుండి హేకి తిరిగి వస్తుంది. ఎర్లీ బర్డ్ టిక్కెట్‌ల గురించి మరిన్ని వివరాలు మరియు సమాచారం కోసం, వాటికి వెళ్లండి వెబ్సైట్.
