اختلف الوضع الآن. وفي مؤتمر الأوتار لعام 1992 دفع ويتن بأنه إذا بدأنا بأوتار من النوع IIA، ورفعنا ثابت ازدواجها من قيمة أقل كثيراً من 1 إلى قيمة أكبر كثيراً من 1، فإن الفيزياء التي سنقدر على تحليلها (في الأساس تلك التي تختص بالبنى المشبعة لـ BPS) لها تقريب ذو طاقة منخفضة، أي أنها جاذبية فائقة ذات أحد عشر بعداً. أصاب إعلان ويتن لهذا الاكتشاف المؤتمرين بالذهول، واهتز بعنف مجتمع فيزياء الأوتار منذ هذه اللحظة. لقد كان تطوراً لم يتوقعه أحد بالمرة في هذا المجال. قد يكون أول رد فعلك صدى لما قاله معظم الخبراء في هذا المجال: "كيف يمكن لنظرية معينة ذات أحد عشر بعداً أن تتواءم مع نظرية مختلفة ذات عشرة أبعاد؟

والجواب ذو مغزى عميق. وحتى نفهمه لابد من أن نشرح نتائج ويتن بدقة أكثر. وفي الواقع من الأسهل أولاً أن نصور النتيجة المتعلقة بذلك والتي اكتشفت في ما بعد بواسطة ويتن وبيتر هورافا - باحث منحة ما بعد الدكتوراه بجامعة برينستون - التي ركزت على أوتار هيتيروتيك-E. وجد الباحثان أن أوتار هيتيروتيك قوية الازدواج لها أيضاً صفة الأبعاد الأحد عشر، ويبين الشكل رقم (12-7) لماذا يحدث ذلك. وفي أقصى يسار الشكل افترضنا أن ثابت ازدواج وتر هيتيروتيك- أقل كثيراً من .1. إنه العالم الذي دأبنا على وصفه في الفصول السابقة وظل منظر و نظرية الأوتار يدرسونه لأكثر من عقد من الزمان. وكلما تحركنا ناحية اليمين في الشكل رقم (12-7) نرفع بالتتابع من قيمة ثابت الازدواج. وقبل العام 1995 كان منظر و نظرية الأوتار يعرفون أن ذلك سيجعل عملية الحلقات ذات أهمية متزايدة وكلما زاد ثابت الازدواج سيزيد ذلك من عدم صلاحية الإطار الاضطرابي، غير أن الذي لم يتوقعه أحد أنه عند زيادة قيمة ثابت الازدواج سيظهر بعد جديد وهذا هو البعد الرأسي الموضح في الشكل رقم (12-7) ولنأخذ في اعتبارنا أنه في هذا الشكل تمثل الشبكة ذات البعدين التي بدأنا بها كل الأبعاد التسعة الفضائية لأوتار هيتيروتيك - E. وهكذا فإن البعد الرأسي الجديد يمثل بعداً فضائياً عاشراً، الذي مع بعد الزمن يجعل من مجموع الأبعاد أحد عشر بعداً زمكانياً.

الشكل رقم (12-7)

عندما يزيد ثابت ازدواج وتر هيتيروتيك-E ينشأ بعد فضائي جديد، ويتمدد الوتر نفسه إلى شكل غشاء أسطواني.

ذلك، وأكثر من يوضح الشكل رقم (12-7) نتيجة عميقة لهذا البعد الجديد. وتتغير بنية الوتر هيتيروتيك-E كلما نما هذا البعد. ويتمدد . حلقة من ذات بعد واحد إلى شريط ثم يتحول إلى اسطوانة مشوهة بزيادة قيمة ثابت الازدواج! وبمعنى آخر فإن الوتر هيتيروتيك-E هو في الواقع غشاء ذو بعدين" يتوقف عرضه (الامتداد الرأسي في الشكل رقم (12-7)) على قيمة ثابت الازدواج.

ولأكثر من عقد كان منظر و نظرية الأوتار يستخدمون بصورة دائمة الطرق الاضطرابية التي كانت متأصلة في افتراض أن ثابت الازدواج صغير جداً. وكما دفع ويتن، فإن هذا الافتراض قد جعل المكونات الأساسية تبدو وتسلك مسلك الأوتار ذات البعد الواحد مع أنها في الواقع تملك بعداً فضائياً ثانياً مختفياً. وبالتغاضي عن افتراض أن ثابت الازدواج صغير جداً، والأخذ في الاعتبار فيزياء أوتار هيتيروتيك-، عندما كان ثابت الازدواج كبيراً، فإن البعد الثاني يصبح واضحاً.

ولا يبطل هذا التيقن أياً من الاستنتاجات التي توصلنا إليها في الفصول السابقة، لكنه يجبرنا على أن نراها في إطار جديد فمثلاً، كيف يمكن لكل ذلك أن يتناسب مع بعد واحد زماني وتسعة أبعاد فضائية التي تتطلبها نظرية الأوتار؟ حسناً، لنسترجع من الفصل 8 أن هذا القيد ينتج من إحصاء عدد الاتجاهات المستقلة التي يمكن للوتر أن يتذبذب فيها، ويتطلب أن يكون هذا العدد مناسباً بالضبط ليؤكد أن الاحتمالات الكمية لها قيم معقولة والبعد الجديد الذي اكتشفناه حالاً ليس أحد الأبعاد التي يمكن للوثر هيتيروتيك -E- أن يتذبذب فيها، لأنه بعد محبوس داخل بنية "الأوتار" نفسها. ولنصغ الأمر بطريقة أخرى، حيث الإطار الاضطرابي الذي استخدمه الفيزيائيون للتوصل إلى أن المطلوب هو زمكان ذو عشرة أبعاد والمفترض منذ البداية أن يكون ثابت الازدواج لأوتار هيتيروتيك-E صغيراً. وقد دعمت المعلومة الضمنية التالية تقريبين يؤيد أحدهما الآخر على الرغم من عدم الاعتراف بذلك إلا بعد زمن طويل: اتساع الغشاء في الشكل رقم (12-7) صغير، الأمر الذي يجعله يبدو وكأنه، وتر، وأن البعد الحادي عشر من الصغر بحيث يقع خارج نطاق حساسية معادلات الاضطراب. وفي سياق خطة التقريب هذه فإننا مجبرون على أن نتخيل عالماً ذا عشرة أبعاد ممتلئاً بأوتار ذات بعد واحد. ونرى الآن أن هذا ليس إلا تقريباً لعالم ذي أحد عشر بعداً محتوياً على أغشية ذات بعدين.

 ولأسباب تقنية، وضع ويتن يده على البعد الحادي عشر أول مرة أثناء دراسته لخواص الازدواج القوي لأوتار النوع IIA وتتشابه القصة بعد ذلك، وكما في حالة مثال هيتيروتيك -E- هناك بعد حادي عشر قيمته محكومة بثابت ازدواج النوع IIA. وعند زيادة قيمته فإن البعد الجديد يأخذ في النمو. وقد دفع ويتن بأنه عندما يحدث ذلك، فإن هذا البعد بدلاً من أن يتمدد على شكل شريط كما في حالة هيتوريتيك-E، فإنه يمتد متحولاً إلى أنبوبة داخلية" كما في الشكل رقم (12-8). ومرة أخرى دفع ويتين بأنه على الرغم من أن النظريين يرون دائماً أوتار النوع IIA على أنها أجسام ذات بعد واحد لها طول فقط وليس لها سمك، فإن هذه النظرة انعكاس لمخطط تقريب اضطرابي، يفترض أن يكون فيه ثابت ازدواج الوتر صغيراً. فإذا كانت الطبيعة تتطلب قيمة صغيرة لثابت الازدواج هذا، فإن ذلك تقريب جدير بالثقة. ومع ذلك، فإن أبحاث ويتن وفيزيائيين آخرين أثناء الثورة الثانية للأوتار الفائقة تقدم دليلاً قوياً على أن أوتار النوع IIA والنوع هيتيروتيك -E هي في الأساس أغشية ذات بعدين تعيش في عالم له أحد عشر بعداً.

 ولكن ماذا عن هذه النظرية ذات الأحد عشر بعداً؟ بين ويتن وآخرون أنه في ظروف الطاقات المنخفضة (منخفضة مقارنة بطاقة بلانك فإن هذه النظرية قد تم تقريبها بإهمال البعد الحادي عشر لنظرية مجال الكم للجاذبية الفائقة. لكن كيف نصف هذه النظرية في ظروف الطاقات العالية؟ ويتعرض هذا الموضوع لدراسة مستفيضة حالياً. ونحن نعرف من الشكلين رقمي (12-7) و(12-8) أن النظرية ذات الأبعاد الأحد عشر تتضمن أجساماً ممتدة ذات بعدين - أغشية ذات بعدين. وكما سنناقش حالاً، تلعب الأجسام الممتدة لأبعاد أخرى دوراً هاماً كذلك، ولكن في ما مزيج الخواص، فلا أحد يعرف كنه نظرية الأحد عشر بعداً فهل الأغشية هي مكوناتها الأساسية؟ وما هي خواصها المحددة؟ وكيف تزعم هذه النظرية أنها على صلة بالفيزياء التي نعرفها؟ فإذا كانت ثوابت الازدواج المعينة صغيرة فإن إجاباتنا الحالية عن هذه الأسئلة موجودة في الفصول السابقة، حيث أنه عند قيم صغيرة لثابت الازدواج فإننا نعود ثانية إلى نظرية الأوتار. أما إذا كان ثابت الازدواج ليس صغيراً فلا أحد يعرف الإجابة حالياً.

ومهما كانت نظرية الأبعاد الأحد عشر، فإن ويتن قد أطلق عليها مؤقتاً نظرية -M. وقد جاءت التسمية لتدل على أشياء كثيرة كما تشاء، وإليك بعض العينات: نظرية الغموض Mystery ، والنظرية الأم Mother (مثل "أم كل النظريات)، ونظرية الغشاء Membrane) لأنه مهما كانت فإن الأغشية تمثل جزءاً

الشكل رقم (12-8)

بزيادة ثابت ازدواج أوتار النوع 118 تتمدد الأوتار من حلقات ذات بعد واحد إلى أجسام ذات بعدين تبدو كالإطار الداخلي لدراجة.

من الرواية نظرية المصفوفات Matrix (بناء على الأبحاث الحديثة بواسطة توم بانكس من جامعة روتجرز (Rugers) وويلي فيشلر من جامعة تكساس في أوستن، وستيفن شينكر من جامعة روتجرز، وساسكيند الذين قدموا تفسيراً جديداً للنظرية). غير أنه حتى بدون فهم كامل لمغزى الاسم أو الخواص، فإنه من الواضح بالفعل أن نظرية -M هي الأرضية الموحدة لربط كل نظريات الأوتار الخمس معاً.

مواضيع ذات صلة

لصورة الشاملة ( تمهيد رياضي لنظرية-M)

هل يجيب أي مما سبق عن الأسئلة التي ما زالت بدون حل في نظرية الأوتار؟

الثقوب السوداء: منظور وتر/ نظرية - M

نظرية - M وشبكة الترابطات

السمة المفاجئة لنظرية -M: ديمقراطية متوسعة (نهاية احتكار الأوتار كبُنى أساسية)

الثنائية في نظرية الأوتار( ازدواج قوي-ضعيف وفهم الترابط بين نظريات الأوتار المختلفة)

الثنائية في نظرية الأوتار: من تعدد النظريات إلى وحدة الفيزياء

هل التقريب في الحدود المناسبة؟(ثابت ازدواج الوتر ومعضلة التقريب الاضطرابي)

موجز ما تم حتى الآن(الازدواجية في نظريات الأوتار)

نظرية الأوتار في فيزياء الكم: معادلات وتقنيات غير اضطرابية(معادلات نظرية الأوتار)

مقدرة التناظر (مقدرة التناظر والتناظر الفائق: مفاتيح فهم الازدواج القوي في نظريات الأوتار)

الجاذبية الفائقة (الجاذبية الفائقة والأبعاد الخفية: من الجسيمات النقطية إلى نظرية الأوتار)