نظریه ی تار

ریسمان هایی که از آن ها در این تعریف استفاده می شوند ذراتی تک بعدی اند که بر اساس ارتعاشات خاصی که دارند ذرات بنیادی را به وجود می آورند. همانند تارهای گیتار که با ارتعاش خود اصوات متفاوتی را تولید می کنند.

:به طور کلی دو نوع نظریه ی ریسمانی وجود دارد:

1 ریسمان بوزونی 2 ابر ریسمان

1 بوزون به ذرات بنیادین با اسپین کامل گفته می شود.هسته ی اتم هایی با جرم اتمی زوج و فوتون ها مثال هایی از بوزون ها هستند.نظریه ی بوزونی
نخستین نوع و ساده‌ترین نوع نظریه‌ٔ ریسمان است. به طور سنتی احتیاج به ۲۶ بعد برای همخوانی با ضوابط و پیش فرض های فیزیکی (مانند تقارن لورنس) دارد. عدد بیست و شش از روی ضوابط ریاضی و نظریهٔ گروهها (برای حفظ تقارن لورنس) به‌ دست می‌آید. متاسفانه در طیف ذرات آن تاکیون(ذره‌ای که سریعتر از نور حرکت می‌کند) وجود دارد بنابراین نمی‌تواند مدلی از طبیعت باشد. همچنین از آمار بوز (در مقابل فرمی در مکانیک آماری( پیروی می‌کند بنابراین به طور طبیعی نمی‌تواند توصیفگر ذراتی مثل الکترون باشد.البته این نظریه در توصیف ذرات میدانی مانند گراویتون‌ها و فوتون‌ها موفق است.
2 ابر ریسمان: با استفاده از فرض ابرتقارن(یعنی در مقابل هر ذره بوزونی ذره‌ای فرمیونی داریم) نوعی نظریه ‌است که قابلیت آن را دارد که توصیفگر طبیعت باشد. تعداد ابعاد مورد نیاز در ابرریسمان غالبا ده است. در حال حاضر پنج نظریهٔ ابرریسمان وجود دارند که می‌توانند توصیف‌گر طبیعت باشند.
این پنج نظریه شامل انواع یک و دو آ و دو بی و دو نظریه ٔ ابرریسمان دیگر که به هتروتیک معروف‌اند می‌شود
در سال 1995 ادوارد ويتن انقلاب دوم ابر ريسمان را 1000 پايه گذاري كرد و از اين راه به شهرت جهاني رسيد
ويتن مقالات فراواني در زمينه نظريه ي ابر ريسمان كه تاحدودي در ان زمان به فراموشي سپرده شد انتشار داد و راه حل برون رفت از چالش هاي پيش روي نظريه ريسمان را گسترش ابعاد اين نظريه از ده بعد به يازده بعد دانست

Edward Witten

تئوري ام در حقيقت از تركيب 5 تئوري مختلف ريسمان بوجود آمده است اين تئوري در راستاي تلاش هاي بي ثمر گذشته كه سعي در متحد كردن نسبيت عام و كوانتوم مكانيك براي دست يافتن به نظريه ی واحد انجام می شد شکل گرفت
ابر گراني يك تئوري ميدان است كه جزيي از ابر ريسمان به حساب مي آيد و از كوچك كردن ريسمان ها تا حد صفر يعني نقطه بو جود مي آيد كه ابر تقارن و نسبيت را يگانه مي نمايد ذرات ميدان گراني گراويتون با اسپين 2 است ولي در ابر گراني ذرات ميدان گراويتينو (گراني كوچك ) مي باشد و اسپين آن 2/3 است.

تقارن دوگانگي به خوبي 5 نظريه ي مختلف ريسمان را به هم مر بوط مي سازد و برابر بودن آنها را نشان مي دهد دوگانگي در حقيقت پل ارتباطي بين ساير تئوري هاي ريسمان است تئوري جديد دوگانگي به خوبي برابري و ارتباط نظريه هاي ريسمان را با يكديگر بر ملا مي سازد كه مي تواند در اين زمينه از دو گانگي اس ( -duality S )– تي T-duality) )– و يو( -duality U )نام برد هريك از اين دو گانگي ها راهيست براي تبديل يك تئوري ريسمان به تئوري ريسمان ديگر و در اين ميان دوگانگي تي را مي توان ساده ترين دوگانگي از ميان ساير دوگانگي ها كه تئوري هاي ريسمان را به هم مرتبط مي سازد در نظر گرفت.

بر همين اساس ما با گرفتن دوگان يك نظريه ريسمان به نظريه ريسمان ديگر مي رسيم و به همین صورت مي توانيم نشان دهيم كه تمامي 5 تئوري ريسمان در حقيقت يكي هستند.

دوگانگي هاي بين 5 نمونه تئوري ريسمان رابطه اي منطقي و جالب بوجود مي آورد (اگر ابر گراني را به حساب آوريم بايد بگوئيم 6 تئوري ريسمان ) و به خوبي پنج نمونه ريسمانها را بهم مربوط مي سازد و برابري آنها را ثابت مي كند بدين صورت با يك تحول بزرگ از دل يك نظريه ي ده بعدي نظريه اي يازده بعدي (نظريه ي M ) متولد مي شود كه اين نظريه اميد ها را در راه اتحاد نسبيت عام با مكانيك كوانتومي براي رسيدن به نظريه اي براي همه چيز زنده نگه مي دارد .

تئوري M با تمام موفقيت هايش تا حدي نامفهوم و نارسا است و تاكنون نيز كسي شرح روشن و كاملي از اين نظريه بيان نكرده است چرا كه مباني بنيادي فيزيكي كه اين نظريه برپايه ي آن استوار گرديده است مشخص نيست وتنها اين تئوري داراي ي� 1000 � چارچوب كلي بوده كه اميد مي رود در آينده فيزيكدانان با استفاده از دوگانگي مسائلي كه تاكنون مبهم و غير قابل حل مانده است حل شوند.

ابعادی با بیش از 4 بعد عبارتند ازابعادی فشرده و کوچک. برای درک بهتر ابعاد اضافی معمولا از مثال مورچه ای استفاده می شود که روی میله ای حرکت می کند.

اين مورچه می تواند در راستای میله حرکت کند همچنین دور آن بچرخد و به مکان قبلی خود باز گردد.

این بعد فشرده نامیده می شود.

بنابراین در این مثال دو بعد فشرده و غیر فشرده وجود دارد.

حال فرض کنیم این مورچه روی کابل برقی قرار گرفته باشد به طوری که بتواند روی کابل دور بزند.

ولی برای ما که از فاصله ای به کابل نگاه می کنیم که قطر آن برای ما قابل تشخیص نیست این مورچه در یک نقطه ی ثابت قرار دارد. بنابراین این بعد فشرده و کوچک است.