نظرية - م M-theory هي واحدة من الحلول المقترحة لنظرية جميع شيء التي يفترض بها حتى تدمج نظريات الأوتار الفائقة Superstrings الخمس مع الأبعاد الأحد عشر للثنطقة الفائقة Supergravity. قدمت النظرية من قبل الأستاذ إدوارد ويتن الذي يصرح شخصيا بأن هذه النظرية ما تزال بحاجة للكثير من العمل الرياضي وإيجاد أدوات رياضية جديدة لتطوير وإدراك مضامين هذه النظرية.

معروف ان نظريه الاوتار اتىت كمحاوله ناجحة جدا لتوحيد القوى الأساسية الأربع (الكهرومغناطيسية-النووية القويه -النووية الضعيفة- الجاذبية) في عشره ابعاد وتظل هي الامل الوحيد في توحيدها والدمج ما بين ميكانيكا الكم التي تصف القوى الثلاث والنسبيه العامة التي تصف الجاذبية، ولكن لما ظهرت نظريه ام ؟

ظهرت نظريه ام بعد حتى ظهرت خمس معادلات في نظريه الاوتار بالتالي خمس نظريات اوتار سميت نظرية الأوتار الفائقة لكل واحده منها تصف شى محدد فكانت تلك مشكله ويجب حتى تتوحد هذه النظريات في نظريه واحده. نظريه الوتار النموذج الأول، نظريه الاوتار النموذج الثاني A، نظريه الاوتار النموذج الثاني B، نظريه الاوتار HE, نظريه الاوتار HO. في البدايه افترض ان جميع معادله هي كون مستقل جميع واحد لهونظامه الخاص. والسؤال الآخر المحير لما قوه الجاذبيه ضعيفه جدا, كيف من الممكن أن يستطيع مغناطيس صغير حمل مسمار من الأرض رغم صغر حجمه بالمقارنة مع الأرض،يا ترى؟

ولكن ظهر اكتشاف مذهل هوان المعادلات الخمس متكافئه وعند حلول عام 1995 طرح إدوارد ويتن نظرية ام, بعد حتى لخص العلاقات ما بين النظريات الخمس فيما يعهد بالازدواجيات أوالثنائيات التي تزيل الفروق مثل : ثنائية T تزيل الفرق بين المسافات الصغيرة والكبيرة وثنائية S تزيل الفرق بين التفاعلات القوية والضعيفة. حتى ظهرت نظريه الجاذبيه الفائقة ومن ثم ولدت نظريه ام التي توحد الأنواع الخمس من نظرية الأوتار الفائقة.

ولكن عدد الابعاد فيهاقد يكون 11 بعد !

فقد عثر أنه لابد انقد يكون 11 بعد ولاكن كان هنالك نتيجه غريبه لهذا البعد الاضافي، فهويسمح للوتر ان يهتز ويتمدد ليكون غشاء. لكن ماذا يعني حرف ام ،يا ترى؟ لااحد يفهم حقيقتا ماذا يعني حرف ام حتى إدوارد ويتن لم يفهم تماما ما حرف ام، (لكنه صرح في أحد المرات مازحا ان حرف إم يشير على الغموض والسحر والتشويق) !! لكن حرف ام يعني الغشاء MEMBRANE سميت نظريه الغشاء فبحسب النظريه نحن نعيش بعالم داخل غشاء من 11 بعد في كون يتكون من عده اغشيه في ابعاد أكبر.وهذه الاغشيه تتحرك حركه معقده جدا. ولاكن لما لانستطيع حتى نشعر بها ؟. في الحقيقة الجسيمات التي نتكون منها لا تستطيع الانتنطق والدخول إلى عده اغشيه أخرى لان تكوين جسيماتنا عباره عن اوتار مفتوحة.غير قادره على الانتنطق، رغم حتى الاغشيه (كما يعتقد) متصله ببعضها البعض ومتداخلة.

نتائج مذهلة

إذا كان الكون عباره عن غشاء فلماذا نرى الاشياء منفصله؟ ذالك لان جسيماتنا تستقبل ترددات الجسيمات التي لها نفس التردد ولاتستقبل الترددات الأخرى هذه الاوتار لاتستطيع الانتنطق بعكس الاوتار المغلقة ,من امثله الاوتار المغلقة جسيم الجرافيتون الحامل للجاذبيه. إذا قد حل لغز ضعف الجاذبيه فالجرافيتون هووتر مغلق ينتقل عبر الاغشيه إلى أكوان أخرى موازية. إذا فضعف الجاذبية بسبب تاثير جرافيتونات الغشاء الآخر! كيف تستطيع النظرية استيعاب الانفجار العظيم،يا ترى؟ الاجابة سهله جدا, ببساطه كان هنالك غشاء مماثل لغشائنا حجما فحدث اصطدام مهول بينهما ادى إلى انفجار عظيم في غشائنا في هذه الحالة نستنتج وجود عدد هائل من ولادة أكوان. رغم هذه النتائج وأيضا نظريه ام وحدت النظريات الخمس لاكنها تصف الاوتار ذات الطاقات المنخفظة وتفشل في وصف الاوتار ذات الطاقات العاليه لهذا يجب حتى تتطور هذه النظريه لتصبح مكتمله، باستخدام صيغ رياضيه جديده.

شرح النظريات الخمس وكيفيه اتصالها مع بعضها البعض.

نظريه الأوتار البوزونيه

في البدا نظريه الأوتار البوزونيه التي تصف البوزونات ولا تستوعب الفرميونات أبعادها 26 بعد إذا ليس هنالك تماثل فائق، والتماثل الفائق يعني ان لكل بوزون موجب لهونظير سالب فرميوني والذي هوغير موجود في الاوتار البوزونيه وعند ادخال التماثل الفاثق تظهر نظريه جديده تسمى الاوتار الفائقة منعشرة ابعاد كانت هذه بدايه الفكرة, ان نظريه الاوتار البوزونيه تعتبر الوتر جسيم اسمه تاكيوني وهذا الجسيم النظري يسير باضعاف سرعه الضوء وكما هومعروف هواسير الرياضيات ولم يرى ولم يرصد إطلاقا, وأيضا الاوتار البوزونيه تصف الاوتار المفتوحة والمغلقة وعند إدخال التماثل الفائق تنتهي النظرية وتظهر نظريه الاوتار الفاثقة في خمس نظريات.

نظريه الأوتار النموذج الأول

النموذج الأول من عشره ابعاد تصف الاوتار المفتوحة ذات النهايتين والاوتار المغلقة التي ليس لها نهايه هذا ما يجعلها مميز ومختلف عن بقيه الظريات الأخرى كا(نظريه الاوتار النموذج الثاني A والنموذج الثاني B والبقيه). لايوجد جسيم تاكيوني

نظريه الاوتار النموذج الثاني A وB

في البدايه جميع منهما يصف الاوتار المفتوحة في عشره ابعاد ,الفرميونات العديمة الكتلة مع وجود اختلاف صغير في المعادلات يتصل النموذجان الثاني أي والثاني بي عن طريق ثنائية T. فاذا كانت نظريه الاوتار الثانية A نصف نصف قطر دائره R فانه يخرج بنفس النتيجة في نظريه الوتار الثانية B عندما تصف نصف قطر دائره 1\R (حسب الثنائية) إذا وصفنا فضاء بنظريه الاوتار الثانية A فانه يوصف بشكل آخر بنظريه الاوتار الثانية B إذا النظريه الاوتار ثانية A تشعر بنفس شعور نظريه الاوتار الثانية B إذا الجسم الذي يوصف بنظريه الثانية أي لهومكافؤ بالرغم من اختلافه في نظريه الثانية بي إذا هما تعطيان نفس سمات النظريه التحتيه. هذا بسبب النتئج التاليه : 1- ان النتائج الموجودة هي نفسها في مكانيكا الكم والتي هي بعيده عن الفزياء الكلاسيكيه. 2- يمكن حتى يبنى فضاء بلصق حلقات مرئية يبعضها البعض.

الوصول إلى نظريتي أوتار

نظريه الاوتار HO ونظريه الاوتار HE يمكن حتى تتصلان مع بعضهما البعض أيضا عن طريق ثنائية T فلوكانت نظريه HO تصف نصف قطر دائره R فانه تماما نفس النتيجة عندما تصف نصف قطر دائره 1\R إذا نظريه واحده فتبقى لدينا الآن ثلاث نظريات فقط : نظريه الأوتار الأولى والأوتار الثانية والاوتار HO مره أخرى نستطيع استخدام الثنائية ولأكن ثنائية اس : نظريه الاوتار الأولى تصف التفاعلات القويه بين الجسيمات يمكن حتى يرى بنظريه الاوتار HO التي تصف التفاعلات الشديدة القوه بين الجسيمات باستخدام ثنائية S إذا نظريه اوتار HO تتضمن نظريه الاوتار الأولى

نظريتان فقط

يتبقى بعد هذا العمل بين النظريات الخمس نظريتين فقط نظريه الاوتار الثانية والاوتار HO والمذهل أيضا انه يمكن توحيدهما فتقريبا هما أيضا بالاستطاعة توحيدهما بخطوه أخيرة ومهمه للوصول للنظريه التحتيه التي تجمع جميع النظريات الخمس.

المستوى أخيره

أهم خطوه للوصول لنظريه واحده تصف جميع ما يجري في الكون، الاوتار فائقه الصغر بشكل لايصدق إذا احدا أراد حتى يفهم الاوتار ولاكن داخل طاقات منخفظه إذا من الصعب الشعور بها, تلك الخيوط اجسام ممتدة لذلك ستصبح عمليا ذات 0-إبعاد مثل نقطه لذلك ميكانيكا الكم تصف حد الطاقة المنخفضة إذا هي النظريه التي تصف ميكانيكيه هذه النقاط أوالاوتار مثل هذه النظريات تسمى نظريه المجال الكمومي ونظريه الاوتار تصف وتفاعلات الجاذبيه لهذا إذا : أولا: يتسقط الحصول على نظريه الطاقة المنخفظة لتصف تفاعلات الجسيمات ذات الخلفيات الجاذبيه ثانيا : نظريه الاوتار الفائقة فيها التماثل الفائق لذا يتسقط ظهور التماثل الفائق في الطاقات الضعيفة هذا يعطي نتيجه ان تقريب الطاقات المنخفظة في نظريه الاوتار الفائقة يعطينا نظريه الجاذبيه الفائقة.

نظريه الجاذبيه الفائقه

وصفت من قبل وارنر نام 1970 مثلا : نظريه الاوتار الثانية A لها مكافئ طاقه منخفظه في نظريه الجاذبيه الفائقة وكذالك نظريه الاوتار الثانية B لها مكافئ طاقه منخفظه من 11 بعد ونظريه الاوتار HE HO تعطيان نظريه الاوتار الثانية A والثانية Bمما يجعلهما متصلتان. يعني إذا أراد احدا دراسه زمكان من 11 بعد بالطاقة المنخفظة فانه منعشرة ابعاد بالتقريب البعدي لخص إدوارد ويتين العلاقة كالتالي: نظريه الاوتار الثانية A تعطينا مكافئ في طاقه منخفظه (نظريه الاوتار الثانية A في الجاذبيه الفائقة ونظريه HO) إذا باسخدام ثنائية T لدمج نظريتين الاوتار الثانية BوA في الطاقة المنخفظة نحصل على نظريه واحده بعد الوصول إلى نظريه واحده من 11 بعد ذات طاقه منخفظه تجمع جميع النظريات إلا أنها لا زالت تفتقر للوصف في الطاقات العاليه.