بسم الله الرحمن الرحيم
آيا بعد پنجم در چند ميلي متري ماست؟
شرحي بر نظريه دكتر نيما حامد اركاني
ايده بعد پنجم از جمله نظرات اخير است كه توسط گروهي از
دانشمندان كه در مورد نظريه پوسته پژوهش ميكنند عنوان شده است و دكتر نيما
حامد اركاني از جمله اين نظريه پردازان است،كه اعتقاد دارد بعد پنجم بايد
در ابعاد بي نهايت بلكه چند ميلي متري دنياي چهار بعدي ما قرار دارد.
نظريه پوسته در روند تكميلي نظريه ريسمان قرار دارد ،تئوري
ريسمان از پژوهش دو محقق فيزيك هسته اي به وجود آمد، اين محققان كه در حوزه
ذرات بنيادي پژوهش مي كردند در برخورد دو ذره با يكديگر و بررسي ماتريس
تفرق آنها كار مي كرند كه به طور مستقل در ژي مطالعه رياضيات اويلر به
تابعي برخورد كردند به نام بتاي اويلر كه به طور معجزه آسايي پيش بيني هايي
را درباره ذرات احتمالب به وجود آمده دراين برخوردها پيش پا مي گذاشت و
سري هاي متوالي از ماتريس ها را ارائه مي داد كه جملات اول اين دونباله
جوابهاي اصلي مساله به حساب مي آمد،كشف اين معادلات كار فيزيك بنيادي را از
كار تجربي وفوق العاده مشكل به سوي كاري نظري ونسبتا ساده تبديل مي
كرد،براي تحليل اين رياضيات كافي بود ذره را به مثابه ريسمانهايي كه يك
بعدي به نظر مي رسند در نظر گرفت كه در واقع در 26 بعد وجود داشت ولي ابعاد
ديگر به حدي كوچك مي نمودند حتي در مقياس كواركها قابل ناديده گرفتن بودند
ولي به هرحال رياضياتشان در 26 بعد وجود داشت كه اين مساله ابعاد،علي رغم
آنكه اين روش قابل تعميم در ذرات ديگر بود با واكنش وپذيرش يرد فيزيكدانان
همراه بود،به هر حال اين نگرش به ذرات ،آنهارا به صورت ريسمان در نظر مي
گرفت،عامل مي شد كه بسياري از واگراي هاي به علت توپلوژي خاص آن و تقارن
عظيم آن كه به ابر تقارنمعروف بود حل شود،چرا كه در اين نظريه با ذرات نقطه
اي سروكار نداريم تا r=0با واگرايي همراه شود ويا چون اصالت با ريسمانها
بود و ذرات به ارتعاشات ريسمان ارتباط داشتند مي توانستند ذرات به يكديگر
تبديل شوند و هر نوساني نماينده يك ذره بود كه با نظريه ذرات بنيادي تطابق
كامل داشت علاوه بر اين گراويتون به عنوان يكي از جوابهاي اين معادلات خود
را نشان مي داد و همان طور كه مي دانيم گراويتون بزوني مربوط به نيروي
گرانش است كه البته هنوز كشف نشده است ,وهمين گراويتون مبناي اصلي پيوند
بين فيزيك كوانتومي و نظريه نسبيت عام انيشتين تلقي مي شود،كه هر كدام حوزه
وسيعي از فيزيك معاصر را سازمان دهي مي كنند وعلي رغم كوشش فراوان انديش
وران در راستاي اتحاد اين دو نظريه هيچ توفيقي در اين امر حاصل نشده بودولي
در در نظريه كوانتمي ريسمان ،نسبيت به عنوان تقريب اول جوابهاي آن محسوب
مي شدو اين ذهنيت را به وجود آورد كه شايد كه اين نظريه همان نظريه همه
چيز باشدولي وجود ابعاد بيست وشش گانه و اينكه ابعاد سيستم را خود معادلات
تحميل مي كردند موجب مي شد فيزيكدانان با احتياط فراوان با اين نظريه مواجه
شوندفيزيكدانان اين نظريه را صرفا رياضي و ماوراي طبيعي مي پنداشتندنه
نظريه فيزيكي وقابل آزمايش،اين نظريه به مثابه هرمي بود كه قله آن از دل
خاك بيرون آمده بود و قسمت اعظم آن در دل خاك پنهان بود و رسيدن به اركان
وريشه هاي آن كاووش هاي فراوان وپژوهشهاي زيادي را مي طلبيد.
نظريه ريسمان علي زغم اينكه مي توانست راه گشاي بسياري از
پديده هاي فيزيكي محسوب شود وبا اتصالات وانفصالات ريسمان ها چرا هاي
بسياري از معضلات را پاسخ مي داداما براي بسياري ديگر از پديده ها نظير
تورم عالم، ماده تاريك و انرژي تاريك جوابي نداشت .از جمله سوالات بي پاسخ
در نظريه ريسمان دليل اختلاف نيروها در قدرت وچرايي ضعف نيروي گرانش بودژس
انديشوران به دونبال اصلاحيه اي بودند كه بر نظريه ريسمان بزنند و در واقع
نظريه اي كلي تر كه نظريه ريسمان هم به عنوان يكي از زير بازه هاي آن باشد
وهم جوابگوي ساير مجهولات فيزيك،بالاخره اين نظريه به اسم نظريه پوسته پا
به عرصه گذاست كه در اين نظريه پوستهايي به ظاهر 4 بعدي ودر واقع 10 بعدي
مطرح مي شد.كه در بعد پنجم شناور بود مانند برگه اي كاغذ دوبعدي كه در در
جهاني سه بعدي شناور است ، كل جهان ما به مثابه حروف واشكال نگاشته شده
بركاغذ نمي توانند از قيد آن آزاد شوند و دربين اين ذرات تنها ذره گراويتون
است كه مي تواند به بعدپنجم نشت پيدا كند و اين نشان از مقيد نبودن
گراويتون به چهار بعد است،و همين نشتي عامل كم شدن نيروي گرانشي در اين
جهان چهار بعدي مي شود ولي مشكل در اينجاست اگر بعد پنجم بعدي با امتداد
بينهايت باشد مقدار نشتي از بعد چهارم بدان زياد شده پس لاجرم نيروي گرانش
از ميزان فعلي به مراتب ضعيف تر مي شود.دكتر نيما حامد اركاني براي رفع اين
اشكال عنوان مي دارد كه لازم نيست بعد پنجم امتدادي بي نهايت داشته باشد
بلكه اگر در چند ميلي متري جهان چهار بعدي ما قرار داشته باشد منجر بدان مي
شود كه نشتي زياد نباشد و بعد پنجم هم قابل رديابي در آزمايشكاه باشد
دكتر حامد اركاني عنوان مي دارد در صورتي كه بعد پنجم در چند
ميلي متري ما باشد لاجرم ما بايد درفرمول كلي گرانش عمومي f=m1m2/r*rدر
فواصل ميلي متري با مشكل مواجه شويم ، چرا؟
با نگاهي به تعاريف فيزيك اين مساله مشخص مي شود:
اگر ميدان گرانش را فضاي رياضي كه در آن مقدار نيروي گرانش در
هر منطقه آن قابل اندازه گيري باشد و گراويتون را ذراتي كوانتمي كه حامل
نيروي گرانش هستند و جرم را ميزان بر هم كنش ذرات با ميدان هيگز بدانيم ،
واز طرفي در تحليل قانون كلي گرانش مي توانيم بگوييم اگر چنانچه ميزان جرم
در فواصل مساوي زياد شود نيروي گرانش بزرگتر مي شودو يا آنكه بگوييم
چنانچه فاصله دو جسم به هم نزديك شود نيروي گرانش باز هم بزرگ مي شود حال
با تحليل اين مسائل مي توان با توجه به تعاريف فوق الذكر بار ديگر تحليل ها
را به گونه زير نوشت:
اگر چنانچه ميزان جرم در فواصل مساوي زياد شود ميزان گراويتون
هاي رد وبدل شده بين دو جرم بيشتر مي شود و يا به عبارتي ديگر و قتي دو
جسم به هم نزديك مي شوند باز هم ميزان گراويتون هاي رد وبدل شده بيشتر مي
شوند ، چگونه است كه ميزان گراويتون ها چه در كم شدن فاصله دوجرم و چه زياد
شدن مقدار جرم ها افزايش مي يابد و چه تناظري بين كم شدن فاصله دو جرم و
زياد شدن و زياد شدن مقدار جرم ها وجود دارداگر جرم را ميزان بر هم كنش
ذرات با ميدان هيگز تعريف كنيم و ميزان رد وبدل شدن گراويتون را در نسبت
مستقيم با جرم قلمداد كنيم چگونه مي توان در حالت دوم كه فاصله كم مي شود
اين افزايش رد وبدل شدن گراويتون را مطرح كرد؟
به غير از اينكه بگوييم در حالت دوم هم ميزان برهم كنش ذرات
با ميدان هيگز بيشتر شده استاگر بعد پنجم در فاصله چند ميليمتري بعد چهارم
وجود داشته باشد پس لاجرم در ابعاد چند ميليمتري كه ميزان توليد گراويتون
هم زياد استنشتي هم بيشتر است پس با افزايش نشتي به بعد پنجم اختاتل در
قانون كلي گرانش به وجود مي آيد پس لاجرم ميزان نيرودر اين فواصل از ميزان
محاسبه شده كمتر خواهد بود
چون افزايش گراويتونهاي رد وبدلي حاكي از زياد شدن بر هم كنش
ماده با ذره هيگز است پس اگر نشتي گراويتون ها در منطقه اي زياد شود در آن
منطقه جرم كاهش خواهد داشت و اين كاهش جرم اختلال در قانون كلي گرانش را به
همراه دارد.طبق اين نظريه گراويتون برخلاف ساير ذرات بنيادين ذره اي است
كه تقيد آن از ابعاد جهان چهار بعدي بيشتر است و مقيد به اين جهان نيست .
ذره اي است كه مي تواند از عالم چهار بعدي نشت كند و وارد ابعادي بالاتر كه
جهان در آن شناور است بشود.
حال فرض كنيد دراين بعد پنجم كه پوسته عالم ما در آن شناور
استپوسته هاي ديگري هم به موازات ما باشند كه ارتباط ما با اين پوسته ها
فقط از طريق همين گراويتون ها مي باشديعني جهان ما اين جهان هاي موازي را
تنها با رد وبدل كردن اين گراويتون ها مي فهمدو آنها هم مارا به همين گونه
مي فهمند يعني گرانش آنها بر ما نيز تاثير دارد وبالعكس واين مساله ماده
مرموز تاريك را حل مي كند،ماده تاريك پديده اي در عالم گه ما اثرات گرانشي
ماده اي مرموز در كيهان را درك مي كنيم در صورتي كه اثري از ماده آن نيست
پس بنابراين نظريه اگر عالمي در ماوراي عالم ماباشد و در بعد پنجم شناور
باشد به دليل حضور در بعد پنجم ما اثري از آن را نمي بينيم ولي چون
گراويتون ها بين هم رد وبدل مي شوند اثرات گرانشي آنها بر هم اثر مي گذارد ،
پس ميدانگرانشي آن كيهان بر كيهان ما به صورت ماده تاريك خود را نشان
ميدهد
اين اثرات گرانشي ممكن است كه دوپوسته را در بعد پنجم به سوي
هم كشيده و برخوردهايي را به وجود آورد كه از اين برخورد ها در مقاله اي
مفصل ذكر خواهد شد
مهدی دانشیار09303897350-55951286