Brian Greene
Giai điệu giây và bản giao hưởng vũ trụ
Phần III - Bản giao hưởng vũ trụ
Chương 6: Không có gì khác ngoài âm nhạc - những cơ sở của lý
thuyết siêu dây(6)
Nếu như lý thuyết dây là đúng, thì mỗi mẫu mode dao động cộng
hưởng của dây sẽ tương ứng với một hạt sơ cấp. Tuy nhiên, điểm quan
trọng cần lưu ý là, do độ căng lớn của dây nên chỉ trừ một số ít mode dao
động đó, còn thì tất cả đều tương ứng với các hạt cực kỳ nặng...
Ba hệ quả của các dây có độ căng cực lớn.
Thứ nhất, trong khi hai đầu của các dây đàn violông hay piano đều được
xiết chặt để đảm bảo cho chúng có một chiều dài cố định, thì lại không có
một khung hạn chế nào để cố định kích thước của một dây cơ bản cả. Thay
vì, độ căng cực lớn của dây làm cho các vòng của lý thuyết dây bị co lại tới
kích thước cực kỳ nhỏ. Những tính toán chi tiết cho thấy rằng, ở độ căng
Plack, các dây thường có độ dài Planck, tức là cỡ 10-
33
cm, như chúng ta đã
nói ở trên
Thứ hai, do có độ căng lớn, năng lượng điển hình của một vòng dây dao
động trong lý thuyết dây cũng cực kỳ cao. Để hiểu điều này, chúng ta lưu ý
rằng, độ căng của dây càng lớn thì càng khó làm cho nó dao động. Ví dụ,
gảy một dây đàn violông để làm cho nó dao động dễ dàng hơn nhiều so với
gảy dây đàn pianô. Do đó, hai dây có độ căng khác nhau, nhưng dao động
theo cách hoàn toàn như nhau, thì sẽ không có cùng một năng lượng. Dây
có độ căng lớn sẽ có năng lượng cao hơn dây có độ căng nhỏ hơn, vì để làm
cho nó chuyển động cần phải tốn nhiều năng lượng hơn.
Điều này chứng tỏ rằng năng lượng của dây dao động được xác định bởi
hai yếu tố: cách dao động chính xác của nó (dây càng dao động mạnh thì có
năng lượng càng lớn) và độ căng của dây (độ căng càng lớn tương ứng với
năng lượng càng cao). Thoạt đầu, sự mô tả đó có thể dẫn bạn tới ý nghĩ
rằng, bằng cách làm cho dây dao động êm dịu hơn, tức là có biên độ nhỏ
