Teòiridh nan Ioma-thomhasan ann an Eachdraidh na Fiosaigs
Bidh beachdan mu chruinne-cè co-shìnte, siubhal ùine, agus tomhasan gun chrìoch gu tric ann am ficsean saidheans. Ged a tha mòran de na bun-bheachdan sin nan beachd-bharail mac-meanmnach, tha fiosaig air a bhith a’ sgrùdadh bun-bheachd tomhasan gu mòr airson linntean, a’ leagail na bunait airson teòiridhean domhainn leithid coibhneasachd choitcheann agus teòiridh nan sreangan. San artaigil seo, leanaidh sinn eachdraidh teòiridh nan iomadh tomhas ann am fiosaig, a’ sgrùdadh an smaoineachaidh rèabhlaideach a tha air ar tuigse air a’ chruinne-cè a chumadh.
Bun-bheachd na Fànais agus na Meud ann am Feallsanachd Thràth
Chan eil am beachd air àite agus tomhas ùr. Leasaich na Greugaich àrsaidh, Euclid nam measg, geoimeatraidh a mhìnich àite trì-thaobhach tro mhìneachaidhean, postulates, agus teòirimean. Bha Aristotle, na obair, a’ beachdachadh air àite mar mheadhan làn nithean corporra. Mhair am beachd seo airson mìltean bhliadhnaichean, a’ cruthachadh bunait smaoineachadh loidhneach agus farsaing mu thomhas.
Ar-a-mach Copernican agus Smaoineachadh Geoimeatrach
Anns an 16mh linn, mhol Nicolaus Copernicus nach b’ e an Talamh meadhan na cruinne-cè, ach an àite sin gun robh e a’ tionndadh timcheall na Grèine. Dh’fhosgail seo an t-slighe airson dòigh ùr air smaoineachadh mu fhànais. Thachair crìonadh na seallaidh geo-mheadhanaichte aig an aon àm ri obair Johannes Kepler agus Galileo Galilei, a chuidich le bhith a’ daingneachadh an ar-a-mach saidheansail. Aig an àm seo, chuir Isaac Newton air adhart cuideachd a bheachd air àite is ùine iomlan, anns an robh àite air fhaicinn mar eintiteas neo-atharrachail a bha na “àrd-ùrlar” airson a h-uile tachartas corporra.
Teòiridh Coibhneasachd agus Ùine mar an Ceathramh Tomhas
Aig toiseach an 20mh linn, dh’atharraich Albert Einstein ar tuigse air àite agus ùine gu mòr. Anns an Teòiridh Shònraichte Coibhneasachd aige, a chaidh fhoillseachadh ann an 1905, mhìnich Einstein bun-bheachd na h-ùine a-rithist. Taobh a-staigh bun-bheachd Newton, bha ùine agus àite iomlan agus air leth. Ach, chuir Einstein àite agus ùine còmhla ann an structar ris an canar àite-ùine ceithir-thaobhach (4-D). Anns an àite-ùine seo, is e an ceathramh tomhas ùine, a tha dlùth-cheangailte ri trì tomhasan àite traidiseanta.
Beagan bhliadhnaichean an dèidh sin, anns an leabhar aige Teòiridh Choitcheann Coibhneasachd (1915), leudaich Einstein a bheachdan le bhith a’ mìneachadh mar a bhios mais agus lùth a’ lùbadh àite-ùine ceithir-thaobhach. Chan e a-mhàin gun tug am beachd seo tuigse nas doimhne air grabhataidh ach dh’fhosgail e cuideachd seallaidhean ùra air structar na cruinne-cè.
Rannsachadh Saoghal Beag: Meacanaig Cuantum
Ged a tha teòiridh choitcheann coibhneasachd a’ mìneachadh mar a tha grabhataidh ag obair air sgèilean mòra na cruinne-cè, thòisich meacanaig cuantamach a’ sgrùdadh nàdair air sgèile mòran nas lugha. Bha Max Planck, Niels Bohr, Werner Heisenberg, agus Erwin Schrödinger am measg nan luchd-saidheans a leasaich an teòiridh seo. Ach, chan eil meacanaig cuantamach - leis a h-uile coltachd agus mì-chinnt a th’ ann - a’ cur tomhasan ùra gu dìreach ri aodach àite-ùine.
Teòiridh nan Sreangan agus Tomhasan a Bharrachd
Aig deireadh an 20mh linn, nochd teòiridh nan sreangan, oidhirp gus meacanaig cuantamach agus teòiridh na grabhataidh aonachadh. A rèir na teòiridh seo, chan e puingean singilte a th’ ann am mìrean fo-atamach, ach eintiteasan aon-thaobhach ann an cruth “sreangan” a bhios a’ crith ann an dòighean sònraichte gus mais agus cosgais a thoirt gu buil. Is e aon bhuaidh inntinneach a tha aig teòiridh nan sreangan an fheum air tomhasan a bharrachd.
Tha fiosaigich a tha ag obair taobh a-staigh teòiridh nan sreangan a’ moladh, airson cunbhalachd matamataigeach, gum faodadh suas ri 10 no eadhon 11 tomhasan a bhith aig a’ chruinne-cè: na ceithir tomhasan de rùm-ùine as aithne dhuinn, agus an còrr nan tomhasan a bharrachd falaichte air sgèilean glè bheag. Thathas a’ smaoineachadh gu bheil na tomhasan a bharrachd seo a’ gabhail cruth chuairtean beaga bìodach, gan dèanamh duilich am faicinn leis an teicneòlas làithreach.
Teòiridh-M agus Os-tharraingeachd
Timcheall air na 1990an, thòisich còig dreachan eadar-dhealaichte de theòiridh nan sreangan a’ tighinn còmhla tro lorg dà-chànanachd, a sheall gu robh na diofar theòiridhean sreangan nan taobhan eadar-dhealaichte de theòiridh nas fharsainge, ris an canar Teòiridh-M. Thug an teòiridh seo a-steach beachd a bharrachd air aonamh tomhas deug, a’ cur sreath de iom-fhillteachd ri tuigse air fànais-ùine.
An Ioma-chruinne-cè agus Atmhorachd Chosmach
Tha bun-bheachd nan tomhasan a bharrachd a’ leantainn gu beachd-bharail nas fharsainge mun ioma-chruinne-cè – iomadachd chruinne-cè co-shìnte a dh’ fhaodadh a bhith ann còmhla ris an tè againn fhèin. A rèir cuid de dhreachan de theòiridh atmhorachd chosmach ann an cosmology, dh’ fhaodadh ar cruinne-cè builgean a bhith nam pàirt de “iom-chruinne-cè” nas motha, gach fear le a riaghailtean fiosaigs fhèin agus cunbhalachdan tomhasan àite-ùine.
Meudan ann an Deuchainnean agus Amharcan
Ged a tha na teòiridhean seo inntinneach agus a’ gealltainn lèirsinn dhomhainn, ’s e dearbhadh deuchainneach an dùbhlan as motha. Mar eisimpleir, tha deuchainn an Large Hadron Collider (LHC) aig CERN a’ leantainn air adhart a’ lorg fianais air mìrean a dh’ fhaodadh a bhith a’ nochdadh gu bheil tomhasan a bharrachd ann. Ach, chan eil dearbhadh deimhinnte air a bhith ann gu ruige seo, agus tha mòran bhun-bheachdan teòiridheach fhathast nan stuth airson beachd-bharail saidheansail.
Àm ri Teachd Rannsachadh Toiseach
Tha rannsachadh air tomhasan a bharrachd fhathast aig fìor thoiseach fiosaig teòiridheach agus deuchainneach. Tha an rannsachadh airson fianais chinnteach na thuras fada a dh’ fheumas teicneòlas agus ùr-ghnàthachadh nach robh sinn air smaoineachadh fhathast. Dh’ fhaodadh innealan ùra leithid teileasgopan grabhataidh agus deuchainnean mìrean nas sofaistigichte an tòimhseachan seo fhuasgladh san àm ri teachd.
Mar cho-dhùnadh, bho geoimeatraidh Euclidean gu teòiridh nan sreangan agus an ioma-chruinne-cè a dh’fhaodadh a bhith ann, tha mean-fhàs ar tuigse air tomhasan a’ nochdadh turas fada smuaintean daonna a-steach don chruinne-cè. Ged a tha mòran cheistean fhathast gun fhreagairt, tha an turas saidheansail a thaobh sgrùdadh àite is ùine a’ dearbhadh ar miann gun chrìoch fìrinn a thuigsinn aig na sgèilean as doimhne agus as motha a ghabhas dèanamh.
