በፊዚክስ ታሪክ ውስጥ የብዙ ልኬቶች ቲዎሪ
የሳይንስ ልብወለድ ብዙውን ጊዜ ስለ ትይዩ አጽናፈ ዓለማት፣ የጊዜ ጉዞ እና ማለቂያ የሌላቸው ልኬቶች ሀሳቦችን ያቀርባል። ከእነዚህ ፅንሰ-ሀሳቦች ውስጥ ብዙዎቹ ምናባዊ ግምቶች ቢሆኑም፣ ፊዚክስ ለዘመናት የመለኪያዎችን ጽንሰ-ሀሳብ በቁም ነገር ሲመረምር ቆይቷል፣ እንደ አጠቃላይ አንጻራዊነት እና የክር ቲዎሪ ላሉ ጥልቅ ንድፈ-ሐሳቦች መሠረት ጥሏል። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ፣ ስለ አጽናፈ ዓለሙ ያለንን ግንዛቤ የቀረፀውን አብዮታዊ አስተሳሰብ በፊዚክስ ውስጥ የበርካታ ልኬቶችን የንድፈ ሐሳብ ታሪክ እንከታተላለን።
የቦታ እና የመለኪያ ፅንሰ-ሀሳብ በቅድመ ፍልስፍና
የቦታ እና የመለኪያ ሀሳብ አዲስ አይደለም። የጥንት ግሪኮች፣ ዩክሊድን ጨምሮ፣ ሶስት አቅጣጫዊ ቦታን በትርጓሜዎች፣ በፖስዩላቶች እና በቲዎሬሞች የሚገልጽ ጂኦሜትሪ አዳብረዋል። አርስቶትል በስራዎቹ ውስጥ ቦታን በአካላዊ ነገሮች የተሞላ መካከለኛ አድርጎ ይቆጥረው ነበር። ይህ አመለካከት ለሺህ ዓመታት የዘለቀ ሲሆን ስለ ልኬት መስመራዊ እና ሰፊ አስተሳሰብ መሠረት ሆኖ ቆይቷል።
የኮፐርኒካን አብዮት እና የጂኦሜትሪክ አስተሳሰብ
በ16ኛው ክፍለ ዘመን ኒኮላውስ ኮፐርኒከስ ምድር የአጽናፈ ዓለሙ ማዕከል እንዳልሆነች፣ ይልቁንም በፀሐይ ዙሪያ እንደምትዞር ጠቁሟል። ይህም ስለ ህዋ አዲስ የአስተሳሰብ መንገድ ጠርጓል። የጂኦሴንትሪክ እይታ ውድቀት ከጆሃንስ ኬፕለር እና ከጋሊሊዮ ጋሊሌይ ስራ ጋር ተገጣጠመ፣ ይህም የሳይንሳዊ አብዮቱን ለማጠናከር ረድቷል። በዚህ ጊዜ፣ አይዛክ ኒውተን ፍፁም የሆነ የቦታ እና የጊዜ ሀሳብ አቅርቧል፣ ይህም ቦታ ለሁሉም አካላዊ ክስተቶች "መድረክ" ሆኖ የሚያገለግል የማይለወጥ አካል ተደርጎ ይታይ ነበር።
የአንጻራዊነት ቲዎሪ እና ጊዜ እንደ አራተኛው ልኬት
በ20ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ፣ ስለ ቦታና ጊዜ ያለን ግንዛቤ በአልበርት አንስታይን በእጅጉ ተለውጧል። አንስታይን በ1905 በታተመው ልዩ የንጽጽር ቲዎሪ ላይ የጊዜን ጽንሰ ሐሳብ እንደገና ገልጾታል። በኒውቶኒያን ፅንሰ-ሀሳብ ውስጥ፣ ጊዜና ቦታ ፍጹምና የተለያዩ ነበሩ። ይሁን እንጂ አንስታይን ቦታና ጊዜን ወደ አራት-ልኬት (4-D) የቦታ ጊዜ ወደሚባል መዋቅር አጣምሮታል። በዚህ የቦታ ጊዜ፣ አራተኛው ልኬት ጊዜ ሲሆን ይህም ከባህላዊው የቦታ ሶስት ገጽታዎች ጋር በቅርበት የተቆራኘ ነው።
ከብዙ ዓመታት በኋላ፣ አንስታይን በአጠቃላይ አንጻራዊነት ቲዎሪ (1915) በተሰኘው መጽሐፉ ላይ፣ ክብደትና ጉልበት አራት ገጽታ ያለው የጠፈር-ጊዜን እንዴት እንደሚያጣምሩ በማብራራት ሀሳቦቹን አስፍቷል። ይህ ሀሳብ የስበት ኃይልን በጥልቀት ከመረዳት ባለፈ ስለ አጽናፈ ዓለሙ አወቃቀር አዳዲስ ግንዛቤዎችን ከፍቷል።
የአነስተኛ ዓለም ፍለጋ፡ የኳንተም ሜካኒክስ
የአንጻራዊነት አጠቃላይ ንድፈ ሐሳብ ስበት በአጽናፈ ዓለም ትላልቅ ደረጃዎች ላይ እንዴት እንደሚሰራ የሚያብራራ ቢሆንም፣ የኳንተም ሜካኒክስ ተፈጥሮን በጣም አነስተኛ በሆነ ደረጃ ማሰስ ጀምረዋል። ማክስ ፕላንክ፣ ኒልስ ቦህር፣ ቨርነር ሄይስበርግ እና ኤርዊን ሽሮዲንገር ይህንን ንድፈ ሐሳብ ካዘጋጁት ሳይንቲስቶች መካከል ነበሩ። ሆኖም ግን፣ የኳንተም ሜካኒክስ - ከሁሉም እድሎች እና እርግጠኛ ያልሆኑ ነገሮች ጋር - በቀጥታ በጠፈር-ጊዜ ውቅር ላይ አዲስ ልኬቶችን አይጨምርም።
የክር ቲዎሪ እና ተጨማሪ ልኬቶች
በ20ኛው ክፍለ ዘመን መጨረሻ ላይ የሕብረቁምፊ ንድፈ ሐሳብ ብቅ አለ፣ ይህም የኳንተም ሜካኒክስን እና የስበት ንድፈ ሐሳብን ለማዋሃድ የተደረገ ሙከራ ነው። በዚህ ንድፈ ሐሳብ መሠረት፣ ንዑስ አቶሚክ ቅንጣቶች ነጠላ ነጥቦች አይደሉም፣ ይልቁንም ክብደት እና ቻርጅ ለማምረት በተወሰኑ መንገዶች የሚንቀጠቀጡ "ሕብረቁምፊዎች" በሚመስሉ አንድ-ልኬት አካላት ናቸው። የሕብረቁምፊ ንድፈ ሐሳብ አንድ ትኩረት የሚስብ አንድምታ ተጨማሪ ልኬቶች አስፈላጊነት ነው።
በክር ቲዎሪ ውስጥ የሚሰሩ የፊዚክስ ሊቃውንት እንደሚጠቁሙት፣ ለሂሳብ ወጥነት፣ አጽናፈ ሰማይ እስከ 10 ወይም 11 ልኬቶች ሊኖሩት ይችላል፡ እኛ የምናውቃቸው አራት የቦታ-ጊዜ ልኬቶች፣ እና የተቀሩት በጣም በትንሽ ሚዛን ላይ የተደበቁ ተጨማሪ ልኬቶች ናቸው። እነዚህ ተጨማሪ ልኬቶች ትናንሽ ጂራሽንስ መልክ እንደሚይዙ ይታሰባል፣ ይህም በአሁኑ ቴክኖሎጂ ለማየት አስቸጋሪ ያደርገዋል።
ኤም-ቲዎሪ እና ሱፐርግራቪቲ
በ1990ዎቹ አካባቢ፣ አምስት የተለያዩ የሕብረቁምፊ ቲዎሪ ስሪቶች ሁለትዮሽነትን በማግኘት አንድ መሆን ጀመሩ፣ ይህም የተለያዩ የሕብረቁምፊ ቲዎሪዎች የኤም-ቲዎሪ በመባል የሚታወቀው ትልቅ መሠረታዊ ቲዎሪ የተለያዩ ገጽታዎች መሆናቸውን ያሳያል። ይህ ቲዎሪ የአስራ አንደኛውን ገጽታ ተጨማሪ ሀሳብ አስተዋውቋል፣ ይህም የቦታ ጊዜን ለመረዳት ውስብስብነት ንብርብርን ይጨምራል።
ባለብዙ ቨርስ እና የኮስሚክ ኢንፍሌሽን
የተጨማሪ ልኬቶች ጽንሰ-ሀሳብ ስለ ባለብዙ ቨርስ - ከእኛ ጎን ለጎን ሊኖሩ የሚችሉ በርካታ ትይዩ አጽናፈ ዓለማት - ሰፋ ያለ ግምት ያስከትላል። በኮስሞሎጂ ውስጥ ባለው የኮስሚክ ኢንፍሉዌንሲ ንድፈ ሐሳብ አንዳንድ ስሪቶች መሠረት፣ የአረፋ አጽናፈ ዓለማችን የትልቅ “ባለብዙ ቨርስ” አካል ሊሆን ይችላል፣ እያንዳንዳቸው የራሳቸው የፊዚክስ ህጎች እና የቦታ-ጊዜ ልኬት ቋሚዎች አሏቸው።
በሙከራዎች እና ምልከታዎች ውስጥ ያሉ ልኬቶች
እነዚህ ንድፈ ሐሳቦች አስደሳች እና ጥልቅ ግንዛቤዎችን የሚሰጡ ቢሆኑም፣ የሙከራ ማረጋገጫ ትልቁ ፈተና ነው። ለምሳሌ በCERN ላይ የተደረገው ትልቁ የሃድሮን ኮሊደር (LHC) ሙከራ ተጨማሪ ልኬቶች መኖራቸውን የሚያመለክቱ ቅንጣቶችን ማስረጃ መፈለግ ቀጥሏል። ሆኖም ግን፣ እስከዛሬ ድረስ ምንም ዓይነት ትክክለኛ ማረጋገጫ አልተገኘም፣ እና ብዙ የቲዎሬቲካል ፅንሰ-ሀሳቦች የሳይንሳዊ ግምቶች አካል ሆነው ቀጥለዋል።
የዳይሜንሽናል ምርምር የወደፊት ዕጣ ፈንታ
ተጨማሪ ገጽታዎችን በተመለከተ የሚደረግ ምርምር በቲዎሬቲካል እና በሙከራ ፊዚክስ ግንባር ቀደም ሆኖ ቀጥሏል። ተጨባጭ ማስረጃ ለማግኘት የሚደረገው ፍለጋ ቴክኖሎጂ እና ፈጠራን የሚጠይቅ ረጅም ጉዞ ነው። እንደ የስበት ቴሌስኮፖች እና የበለጠ የተራቀቁ የቅንጣት ሙከራዎች ያሉ አዳዲስ መሳሪያዎች ይህንን እንቆቅልሽ ወደፊት ሊፈቱት ይችላሉ።
ለማጠቃለል ያህል፣ ከዩክሊዲያን ጂኦሜትሪ እስከ ሕብረቁምፊ ቲዎሪ እና እምቅ ባለብዙ ቨርስ፣ የልኬቶች ግንዛቤያችን ዝግመተ ለውጥ የሰው ልጅ ወደ አጽናፈ ዓለም የወሰደውን ረጅም ጉዞ ያንፀባርቃል። ብዙ ጥያቄዎች መልስ ሳያገኙ ቢቀሩም፣ የቦታ እና የጊዜ ፍለጋ ሳይንሳዊ ጉዞ እውነታን በጥልቀት እና በተቻለ መጠን ለመረዳት ያለንን ማለቂያ የሌለው ፍላጎት ያረጋግጣል።
