نظریه ریسمان (String Theory) یکی از پیچیدهترین تئوریها در جامعه علمی است که از آن با نام تئوری همه چیزی (Theory of Everything) نیز یاد میکنند. در واقع این تئوری، نوعی چهارچوب است که با درگیر کردن هر چیزی در این دنیا، آنها را توضیح میدهد. با اینکه ما هنوز با یک تئوری بسیار سخت رو به رو هستیم، اما با توجه به نظریه ریسمان و از دید علم ریاضی، میتوان به چند بعدی بودن زمان پی برد.
یکی از فیزیکدانان تئوری دانشگاه کلمبیا، برایان گرین (Brian Greene)، تلاش کرده تا تئوری چند بعدی بودن زمان را توضیح دهد. باید اشاره کنیم که Greene، یکی از موسسین فستیوال علوم جهان (World Science Festival) -که با نام ابتکاری شهر دانش (City of Science) نیز آن را میشناسیم- بوده و همه ساله فستیوال خود را در پنج رویداد مختلف در شهر نیویورک برگزار میکند.
همچنین هیچ محدودیتی برای شرکتکنندگان این رویداد وجود نداشته و تمامی علاقهمندن میتوانند به صورت آزاد در آن حضور پیدا کنند. اما آیا با صجبتهای گرین متقاعد میشوید؟!
یک پیشنهاد برای علاقه مندان به محسبات ساده ریاضی که در دبیرستان و دانشگاه در رشته ریاضی فیزیک به عنوان دانش آموز و دانشجو مشغول دانش آموختن هستند و دوست دارند علاوه بر کسب مدرک دبیرستانی و دانشگاهی و دست یابی به پستهای شغلی در سطح کارشناسی ساده و ارشد، مقداری هم راجع به نظریات پیشرفته علمی در سطحی بالاتر از مکانیک ذرات و امواج و نسبیت عام انشتاین در قالب نظریه های پنجگانه ریسمان M و حلقه کسب اطلاع نمایند. طبق این نظریات ماده در سطح اتمی و زیر اتمی و حتا ذرات نور از تار های یک بعدی بسیار ریزی ساخته شده است که طول آنها برابر است با طول پلانک که مساوی با ۱۰ بتوان منهای ۳۵ متر می باشد. اشکال کار این نظریات در این است که پیش بینی های آنها را در آزمایشگاه نمیتوان مورد تایید قرار داد یا آن را رد نمود. مثل احکام دینی غیر قابل اثبات و رد می باشند. لذا در حال حاظر نمیتوان نام این نظریات را تئوری علمی نامید بلکه تخیلات علمی. یکی از وجوه مشخصه تئوری علمی این است که پیش بینی های آن در عمل قابل تایید و رد باشد. حال پیشنهاد این است که در خیال خود یک کوارک را که در حال حاظر کوچکترین ذره مادی است، به یک سیاه چاله تبدیل نماییم. به این معنا که تمام جرم آن را در یک نقطه بسیار ریز در حد طول پلانک متراکم نماییم. این نقطه به یک تکینگی فیزیکی تبدیل خواهد شد و در اطراف آن یک فضای کروی تاریک به وجود می آید که دارای یک حجم میباشد و شعاع آن حجم برابر با شعاع شوارتز شیلد خواهد بود. محیط آن حجم عبارت است از افق رویداد سیاه چاله. فرمول شعاع شوارتز شیلد بصورت زیر میباشد : شعاع برابر است با حاصلضرب عدد دو در ثابت جاذبه نیوتونی و جرم کوارک تقسیم بر سرعت نور به توان دو.
در این معادله سرعت نور، ثابت جاذبه و جرم کوارک داده شده اند ، با جاگذاری آنها میتوان به سهولت شعاع را محاسبه نمود. پس از آن میتوان از فرمول حجم کره استفاده نموده و حجم فضای زیر افق رویداد را محاسبه نمود. پس از آن میتوان حجم پلانک را محاسبه نمود. حجم پلانک از طرق مختلف قابل محاسبه می باشد و هر کدام از این طریق ها می تواند پایه یک نظریه یا تئوری تشکیل دهد. طریق اول : طول پلانک را قطر کره در نظر گرفته شود . طریق دوم : طول پلانک شعاع کره. طریق سوم : طول پلانک محیط دایره ای از برش میانی کره ایجاد شود. این سه طریق را میتوان در مورد اشکال هندسی دیگری غیر از کره به عنوان مثال مکعب مربع و استوانه شش ضلعی با هشت سطح مربع و حتا هرم و مخروط هم بکار برد.
پس از محاسبه حجم پلانک میتوان حجم محاسبه شده در بالا ( حجم افق رویداد اطراف مرکز سیاه چاله کوارکی ) بر حجم های مختلف پلانک تقسیم نمود، اعدادی که حاصل خواهند شده به ما پاسخ این سوال را خواهند داد :
چند تار یا ریسمان یا حلقه در دل یا در قالب یک کوارک نهفته یا متراکم گردیده اند ؟ جواب ها مختلف خواهند بود و هرکدام مبنای یک نظریه را پی ریزی خواهند کرد. امیدوارم که در طی محاسبات سر تون درد نگیرد.