ما هي نظرية الأوتار

What is String Theory?

ما هي نظرية الأوتار

هذة محاولة لترجمة شرح مبسط لنظرية الأوتار (فيزياء) و قد أبقيت علي الأصل الانجليزي لأنني ربما أكون أخطأت في الترجمة و الهدف هو تعريف أوسع بالتطورات الجديدة و المثيرة في عالم الفيزياء النظرية. و هذا النص نقلا عن أصل المقال

We live in a wonderfully complex universe, and we are curious about it by nature. Time and again we have wondered--- why are we here? Where did we and the world come from? What is the world made of? It is our privilege to live in a time when enormous progress has been made towards finding some of the answers. String theory is our most recent attempt to answer the last (and part of the second) question.

نحن نعيش في عالم رائع معقد و بطبيعتنا نحن شغوفين بمعرفته . دائما ما نتساءل لماذا نحن هنا؟ من أتينا نحن و العالم الذي حولنا؟ من ماذا صنع العالم؟ أننا نتميز بالعيش في وقت تحقق فيه تقدم هائل تجاه الوصول لبعض الإجابات. و نظرية الأوتار هي أخر محاولتنا للإجابة علي أخر سؤال (و جزء من الثاني).

So, what is the world made of? Ordinary matter is made of atoms, which are in turn made of just three basic components: electrons whirling around a nucleus composed of neutrons and protons. The electron is a truly fundamental particle (it is one of a family of particles known as leptons), but neutrons and protons are made of smaller particles, known as quarks. Quarks are, as far as we know, truly elementary.

فمما صنع العالم؟ المادة العادية مصنوعة من ذرات. و هي بدورها مصنوعة من 3 مكونات أساسية. إلكترونات تلف حول نواة مكونه من نيوترونات و بروتونات.الإلكترون هو جسيم أساسي حقيقي (و هو جزء من عائلة من الجسيمات تعرف باسم لبتون) لكن النيوترونات و البروتونات مصنوعة من جسيمات أصغر تعرف باسم كوارك. كوارك -كما نعلم حتي الآن-جسيمات أساسية حقيقية

Our current knowledge about the subatomic composition of the universe is summarized in what is known as the Standard Model of particle physics. It describes both the fundamental building blocks out of which the world is made, and the forces through which these blocks interact. There are twelve basic building blocks. Six of these are quarks--- they go by the interesting names of up, down, charm, strange, bottom and top. (A proton, for instance, is made of two up quarks and one down quark.) The other six are leptons--- these include the electron and its two heavier siblings, the muon and the tauon, as well as three neutrinos.

معلوماتنا الحالية عن التركيب تحت الذري للكون يمكن تلخيصها فيما يعرف بالنموذج المعياري لفيزياء الجسيمات. و هو يصف المكونات الأساسية التي صنع منها العالم و القوي التي تتفاعل عبرها هذه المكونات.هناك 12 مكونا أساسيا بسيط. 6 منهم هي الكوارك أو "الكواركات" – لهم أسماء لطيفة هي ( أعلي، أسفل، جذاب، غريب، قاعدة،قمة). علي سبيل المثال البروتون يتكون من 2 (أعلي) كوارك و 1 (أسفل) كوارك. المكونات الستة الأخري هي لبتون أو "لبتونات" و هي تتضمن الإلكترون و 2 أشقاء أثقل له ميون و تايون و كذلك 3 نيوترينو أو "نيوترينونات"

There are four fundamental forces in the universe: gravity, electromagnetism, and the weak and strong nuclear forces. Each of these is produced by fundamental particles that act as carriers of the force. The most familiar of these is the photon, a particle of light, which is the mediator of electromagnetic forces. (This means that, for instance, a magnet attracts a nail because both objects exchange photons.) The graviton is the particle associated with gravity. The strong force is carried by eight particles known as gluons. Finally, the weak force is transmitted by three particles, the W+, the W- , and the Z.

هناك أربع قوي أساسية في الكون. و هي الجاذبية، الإلكترونية-المغنطيسية،الضعيفة أو "القوة النووية الضعيفة" ، و القوية أو "القوة النووية القوية".كل من هذه القوي تنتج من جسيمات أساسية تعمل كحامل للقوة. الأكثر شهرة منهم هو الفوتون،جسيم الضوء، الذي يحمل القوة الإلكترونية-المغناطيسية (هذا يعنى ،علي سبيل المثال، أن المغناطيس يجذب مسمارا لأنهما يتبادلان الفوتون أو الفوتونات). الجسيم المسمي جرافيتون مرتبط بالجاذبية. القوة النووية القوية مرتبطة ب 8 جسيمات تسمي جليون . أخيرا القوة النووية الضعيفة تنتقل عبر 3 جسيمات دبليو+ و دبليو- و ذى .

The behavior of all of these particles and forces is described with impeccable precision by the Standard Model, with one notable exception: gravity. For technical reasons, the gravitational force, the most familiar in our every day lives, has proven very difficult to describe microscopically. This has been for many years one of the most important problems in theoretical physics-- to formulate a quantum theory of gravity.

سلوك كل هذه الجسيمات و القوي موصوف بدقة عالية في النموذج المعياري. عدا استثناء واحد و هو الجاذبية. فلأسباب فنية "في الحسابات الرياضية" فأن قوة الجاذبية، و هي أكثر القوي التي أعتدنا عليها في حياتنا اليومية،من العسير جدا وصفها علي مستوي الجسيمات. فلسنوات طويلة كانت أحد القضايا الهامة في الفزياء النظرية و ضع نظرية كونتمية للجاذبية.

الكونتمية أو الكونتم أو ميكانيكا الكونتم هي نظرية لحركة الجسيمات مقابل الميكانيكا التقليدية التي تصف حركة الأجسام الأكبر من الذرية (من المترجم)

In the last few decades, string theory has emerged as the most promising candidate for a microscopic theory of gravity. And it is infinitely more ambitious than that: it attempts to provide a complete, unified, and consistent description of the fundamental structure of our universe. (For this reason it is sometimes, quite arrogantly, called a 'Theory of Everything').

في العقود الأخيرة تطورت نظرية الأوتار كأكثر المرشحين لتكون نظرية للجاذبية علي مستوي الجسيمات. و هي أكثر طموحا من هذا بكثير. فهي "نظرية الأوتار" تحاول أن تقدم وصف كامل موحد و متناسق لكل التركيب الأساسي للكون. و لهذا السبب أحيانا تسمي -باندفاع- بأنها نظرية كل شيء

The essential idea behind string theory is this: all of the different 'fundamental ' particles of the Standard Model are really just different manifestations of one basic object: a string. How can that be? Well, we would ordinarily picture an electron, for instance, as a point with no internal structure. A point cannot do anything but move. But, if string theory is correct, then under an extremely powerful 'microscope' we would realize that the electron is not really a point, but a tiny loop of string. A string can do something aside from moving--- it can oscillate in different ways. If it oscillates a certain way, then from a distance, unable to tell it is really a string, we see an electron. But if it oscillates some other way, well, then we call it a photon, or a quark, or a ... you get the idea. So, if string theory is correct, the entire world is made of strings!

الفكرة الجوهرية وراء نظرية الأوتار هي ما يلي: كل الجسيمات الأساسية المختلفة في النموذج المعياري هي حقيقة أشكال لشيء واحد وتر . كيف يكون ذلك؟ عادة نتصور الإلكترون كنقطة بدون تركيب داخلي. النقطة لا يمكنها فعل أي شيء عدا الحركة.لكن أذا كانت نظرية الأوتار سليمة فيمكن أن نري بميكروسكوب هائل القدرة أن الإلكترون ليس نقطة حقيقة و أنما وتر ملتف متناهي الصغر.الوتر يمكنه أن يفعل شيئا بجانب الحركة و هو أن يهتز بطرق مختلفة. فلو أهتز بطريقة معينة فلن نراه من مسافة كوتر بل سنري إلكترون. لكن إذا أهتز بطريقة أخري فيمكن أن نسميه مثلا بروتون أو كوارك أو أو هذه هي الفكرة. لذا فإذا كانت نظرية الأوتار صحيحة فأن العالم مصنوع من أوتار!

Perhaps the most remarkable thing about string theory is that such a simple idea works--- it is possible to derive (an extension of) the Standard Model (which has been verified experimentally with incredible precision) from a theory of strings. But it should also be said that, to date, there is no direct experimental evidence that string theory itself is the correct description of Nature. This is mostly due to the fact that string theory is still under development. We know bits and pieces of it, but we do not yet see the whole picture, and we are therefore unable to make definite predictions. In recent years many exciting developments have taken place, radically improving our understanding of what the theory is.

ربما أكثر ما يلفت النظر عن نظرية الأوتار أن هذه الفكرة البسيطة تعمل . أي أنه يمكن رياضيا أستنتاج النموذج المعياري (و هو الذي تمت البرهنة عليه بالتجربة بدقة متناهية) من نظرية الأوتار. لكن لابد أيضا من القول أنه حتي الآن لا يوجد برهان تجريبي علي أن نظرية الأوتار نفسها هي وصف صحيح للطبيعة. هذا لان نظرية الأوتار ما زالت قيد البحث. نحن نعرف أجزاء هنا و هناك منها و لكننا لا نري الصورة كاملة بعد و لذا فنحن غير قادرين علي وضع استنتاجات نهائية. في الأعوام الأخيرة حدثت تطورات مثيرة طورت فهمنا بشكل جذري عن نظرية الأوتار.

موقع أخر به معلومات مبسطة و أكثر تفصيلا بكثير عن نظرية الأوتار الموقع الرسمي لنظرية الأوتار