Making sense of string theory | Brian Greene

Translator: Nitin Vaidya Reviewer: Alisha Aggarwal

In the year 1919,

a virtually unknown German mathematician, named Theodor Kaluza

suggested a very bold and, in some ways, a very bizarre idea.

वर्ष 1919 में,

थियोडोर कलुत्ज़ा नामक एक लगभग अज्ञात जर्मन गणितज्ञ ने

He proposed that our universe

might actually have more than the three dimensions

that we are all aware of.

ने एक अति साहसिक, और एक प्रकार से अत्यंत विलक्षण सिद्धांत सुझाया|

That is in addition to left, right, back, forth and up, down,

Kaluza proposed that there might be additional dimensions of space

उसने सुझाया कि हमारा ब्रह्माण्ड

के वास्तव में उन तीन से अधिक आयाम हो सकते हैं

that for some reason we don't yet see.

जिन्हें हम सब जानते हैं|

Now, when someone makes a bold and bizarre idea,

दाएँ-बाएँ, आगे-पीछे और ऊपर-नीचे के अलावा

sometimes that's all it is -- bold and bizarre,

कलुत्ज़ा ने सुझाया कि अंतरिक्ष के कुछ और भी आयाम हो सकते हैं

but it has nothing to do with the world around us.

This particular idea, however --

जिन्हें किसी कारण हम अभी तक नहीं देख सकते|

although we don't yet know whether it's right or wrong,

अब, जब कोई साहसी और विलक्षण सिद्धांत प्रस्तुत करता है

and at the end I'll discuss experiments which, in the next few years,

जो कि बस साहसी और विलक्षण हो,

may tell us whether it's right or wrong --

पर उसका हमारे आसपास के विश्व से कोई सम्बन्ध न हो|

this idea has had a major impact on physics in the last century

पर यह विशिष्ट सिद्धांत -

and continues to inform a lot of cutting-edge research.

चाहे जिसकी सत्यता के बारे में हम अभी तक न जानते हों,

So, I'd like to tell you something about the story of these extra dimensions.

अंत में उन प्रयोगों के बारे में बताउँगा, जो अगले कुछ वर्षों में,

हमें बता पाएँ कि यह सही है या गलत -

So where do we go?

इस सिद्धांत का पिछले शतक में भौतिकी पर गहन प्रभाव पड़ा

To begin we need a little bit of back story. Go to 1907.

This is a year when Einstein is basking in the glow

और यह काफी निर्णायक खोज कार्यों को प्रेरित करता आ रहा है|

तो मैं आपको इन अतिरिक्त आयामों के बारे में बताना चाहूँगा|

of having discovered the special theory of relativity

and decides to take on a new project,

तो आरम्भ करते हैं|

तो आरम्भ करने से पहले ज़रा पीछे चलते हैं वर्ष 1907 में|

to try to understand fully the grand, pervasive force of gravity.

यही वह वर्ष था जब आइन्स्टाइन अति प्रसिद्ध हो चुके थे

अपनी विशिष्ट ‘थ्योरी ऑफ़ रिलेटिविटी’ की खोज के कारण

And in that moment, there are many people around

और तय करते हैं अपना एक नया खोज कार्य,

who thought that that project had already been resolved.

विस्तृत्व गुरुत्वाकर्षण बल को पूर्ण रूप से समझने का|

Newton had given the world a theory of gravity in the late 1600s

that works well, describes the motion of planets,

पर उस समय, कई लोग थे

the motion of the moon and so forth,

जो मानते थे कि इस विषय पर खोज तो पूर्ण हो चुकी है|

the motion of apocryphal of apples falling from trees,

hitting people on the head.

न्यूटन ने 15वीं शताब्दी में गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत दिया

All of that could be described using Newton's work.

जो उत्तम है, ग्रहों की गति के बारे में बताता है,

But Einstein realized that Newton had left something out of the story,

चाँद की गति इत्यादि के बारे में बताता है,

because even Newton had written

सेबों की गति के असत्य के बारे में, जो वृक्षों से

that although he understood how to calculate the effect of gravity,

लोगों के सिरों पर गिरते हैं| यह सब

न्यूटन के सिद्धांत से समझाया जा सकता है|

he'd been unable to figure out how it really works.

पर आइन्स्टाइन को महसूस हुआ कि न्यूटन ने कुछ बात छुपाई थी,

How is it that the Sun, 93 million miles away,

न्यूटन ने भी लिखा था

[that] somehow it affects the motion of the Earth?

कि चाहे वह गुरुत्वाकर्षण की गणना करना जानता था,

How does the Sun reach out across empty inert space and exert influence?

पर वह समझ नहीं पाया कि वास्तव में यह काम कैसे करता है|

And that is a task to which Einstein set himself --

यह कैसे होता है कि सूर्य 9.3 करोड़ मील दूर होने के बावजूद,

to figure out how gravity works.

पृथ्वी की गति को प्रभावित कैसे करता है?

And let me show you what it is that he found.

सूर्य खाली और निष्क्रीय स्थान से हो कर अपना प्रभाव कैसे डालता है?

So Einstein found

that the medium that transmits gravity is space itself.

और यही वह प्रश्न है जिसके लिए आइन्स्टाइन ने कार्य आरम्भ किया

The idea goes like this:

कि गुरुत्वाकर्षण कैसे काम करता है|

imagine space is a substrate of all there is.

Einstein said space is nice and flat, if there's no matter present.

और मैं आप को बताता हूँ उन्होंने क्या पाया|

तो आइन्स्टाइन ने पाया

But if there is matter in the environment, such as the Sun,

कि अन्तरिक्ष ही वह माध्यम जो गुरुत्वाकर्षण संचारित करता है

it causes the fabric of space to warp, to curve.

यह विचार कुछ इस प्रकार का है:

मानिए कि जो कुछ भी है अन्तरिक्ष ही है|

And that communicates the force of gravity.

आइन्स्टाइन ने कहा कि अंतरिक्ष सरल और समतल है, यदि वहां कोई पदार्थ नहीं है|

Even the Earth warps space around it.

पर यदि वहां कोई पदार्थ है, जैसे कि सूर्य,

Now look at the Moon.

The Moon is kept in orbit, according to these ideas,

वह अंतरिक्ष के ताने बाने को झुकाता है| और यही

because it rolls along a valley in the curved environment

गुरुत्वाकर्षण की शक्ति को संचारित करता है|

that the Sun and the Moon and the Earth can all create by virtue of their presence.

यहाँ तक कि पृथ्वी भी अपने आसपास के स्थान को झुकाता है|

अब चन्द्रमा को देखें|

We go to a full-frame view of this.

चन्द्रमा अपनी कक्षा में रहता है, इन्हीं विचारों के अनुसार|

The Earth itself is kept in orbit

यह झुके हुए परिवेश की घाटी में घूमता है

because it rolls along a valley in the environment that's curved

जो सूर्य और चन्द्रमा और पृथ्वी अपनी उपस्थिति के कारण बना सकते हैं|

because of the Sun's presence.

That is this new idea about how gravity actually works.

अब हम इसका सम्पूर्ण परिपेक्ष्य देखते हैं|

पृथ्वी अपनी कक्षा में रहती है

Now, this idea was tested in 1919 through astronomical observations.

क्योंकि यह अपने परिवेश की झुकी हुई उस घाटी में घूमती है

It really works. It describes the data.

जो सूर्य की उपस्थिति से बनती है.

यही वह नया विचार है इस बारे में कि गुरुत्वाकर्षण वास्तव में कैसे काम करता है|

And this gained Einstein prominence around the world.

And that is what got Kaluza thinking.

अब, इस विचार का परीक्षण 1919 में खगोलीय निरीक्षण से किया गया था|

He, like Einstein, was in search of what we call a unified theory.

यह वास्तव में कार्य करता है| यह आंकड़ों की पुष्टि भी करता है|

That's one theory

और इससे विश्व में आइन्स्टाइन की ख्याति बढ़ गई|

that might be able to describe all of nature's forces from one set of ideas,

और यही देख कर कलुत्ज़ा ने विचार आरम्भ किया|

one set of principles, one master equation, if you will.

वह भी आइन्स्टाइन की तरह ही एक खोज में था, जिसे हम एकीकृत सिद्धांत कहते हैं|

So Kaluza said to himself,

Einstein has been able to describe gravity

वह एक सिद्धांत है

जो कुछ ही विचारों से प्रकृति की सारी शक्तियों की व्याख्या कर सके,

in terms of warps and curves in space --

in fact, space and time, to be more precise.

नियमों के एक समूह और एक मुख्य समीकरण से, यदि आप चाहें|

Maybe I can play the same game with the other known force,

अतः कलुत्ज़ा ने सोचा कि,

आइन्स्टाइन गुरुत्वाकर्षण का वर्णन कर पाया

which was, at that time, known as the electromagnetic force --

मोड़ों और झुकावों की सहायता से -

we know of others today, but at that time

वास्तव में, विशेषतः स्थान और समय के माध्यम से|

that was the only other one people were thinking about.

You know, the force responsible for electricity

शायद मैं भी ऐसी कोई खोज कर सकूँ, किसी अन्य बल के माध्यम से

and magnetic attraction and so forth.

So Kaluza says, maybe I can play the same game

जो कि उस समय विद्युत-चुम्बकीय शक्ति के रूप में प्रसिद्ध था -

and describe electromagnetic force in terms of warps and curves.

आज तो हम औरों को जानते हैं, पर उस समय

वही एक था जो इस बारे में सोच रहा था|

That raised a question: warps and curves in what?

हम विद्युत् उत्पन्न करने वाले बल

Einstein had already used up space and time,

और चुम्बकीय आकर्षण के बारे में जानते हैं|

कलुत्ज़ा ने कहा कि इसी प्रकार शायद मैं भी

warps and curves, to describe gravity.

विद्युत-चुम्बकीय शक्ति को मोड़ों और झुकावों के रूप में समझाऊँ|

There didn't seem to be anything else to warp or curve.

इससे एक प्रश्न खडा हुआ: मोड़ और झुकाव किस चीज़ में?

So Kaluza said, well, maybe there are more dimensions of space.

आइन्स्टाइन ने गुरुत्वाकर्षण के लिए पहले ही स्थान और समय,

He said, if I want to describe one more force,

maybe I need one more dimension.

मोड़ों और झुकावों का प्रयोग कर लिया था|

So he imagined that the world had four dimensions of space, not three,

मोड़ों और झुकावों में और कुछ नहीं बचा था|

तो कलुत्ज़ा ने सोचा कि शायद अंतरिक्ष के कुछ और आयाम भी हैं|

and imagined that electromagnetism was warps and curves

in that fourth dimension. Now here's the thing:

यदि मुझे एक और बल की व्याख्या करनी हो,

when he wrote down the equations describing warps and curves

तो शायद मुझे एक और आयाम चाहिए|

तो उसने कल्पना की कि अंतरिक्ष के चार आयाम हैं, न कि तीन,

in a universe with four space dimensions, not three,

he found the old equations that Einstein had already derived in three dimensions --

जिसमें विद्युत-चुम्बकत्व ही मोड़ और झुकाव हैं.

those were for gravity --

उस चौथे आयाम में. तो एक बात यह है:

but he found one more equation because of the one more dimension.

जब उसने मोड़ों और झुकावों की व्याख्या के लिए समीकरण लिखे

And when he looked at that equation,

उस ब्रह्माण्ड में जिसमे स्थान के तीन नहीं चार आयाम हैं,

it was none other than the equation

उसे वे पुराने समीकरण मिले जिसे आइन्स्टाइन ने पहले ही तीन आयामों के लिए लिखे थे -

that scientists had long known to describe the electromagnetic force.

Amazing -- it just popped out.

गुरुत्वाकर्षण के लिए-

पर उसे एक और समीकरण मिला एक और आयाम के कारण|

He was so excited by this realization

that he ran around his house screaming, "Victory!" --

और उसने जब उस समीकरण को देखा,

जो कोई नया समीकरण नहीं,

that he had found the unified theory.

वही विद्युत-चुम्बकीय बल का समीकरण था जिसे वैज्ञानिक जानते थे|

Now clearly, Kaluza was a man who took theory very seriously.

अद्भुत - यह बस मिल गया.

इस अनुभूति से वह इतना आनंदित हुआ

कि वह “मिल गया” कहता हुआ घर भर में दौड़ पड़ा -

He, in fact --

there is a story that when he wanted to learn how to swim,

कि उसने एकीकृत सिद्धांत खोज लिया|

he read a book, a treatise on swimming --

अब स्पष्ट रूप से, कलुत्ज़ा सिद्धांतों को अति गंभीरता से लेता था|

(Laughter)

-- then dove into the ocean.

This is a man who would risk his life on theory.

वास्तव में वह -

Now, but for those of us who are a little bit more practically minded,

एक कथा है कि जब वह तैरना सीखना चाहता था,

उसने एक पुस्तक पढी, ‘तैरना कैसे सीखें’ -

two questions immediately arise from his observation.

(ठहाके)

Number one: if there are more dimensions in space, where are they?

- और समुद्र में कूद पड़ा|

यह एक व्यक्ति है जो सिद्धांत के सहारे जीवन दांव पर लगा सकता है|

We don't seem to see them.

पर, हमारे अलावा उन सब लोगों के लिए जो थोड़ी सी भी अधिक व्यावहारिक सोच रखते हैं,

And number two: does this theory really work in detail,

उसके विचार से तुरंत दो प्रश्न उत्पन्न होते हैं|

when you try to apply it to the world around us?

पहला: यदि अंतरिक्ष में अधिक आयाम हैं तो वे कहाँ हैं?

Now, the first question was answered in 1926

हम उन्हें देख नहीं पाते|

by a fellow named Oskar Klein.

दूसरा: क्या यह सिद्धांत वास्तव में काम करता है,

He suggested that dimensions might come in two varieties --

यदि हम इसे आसपास के विश्व में लागू करना चाहें?

there might be big, easy-to-see dimensions,

अब, पहले प्रश्न का उत्तर मिला 1926 में

but there might also be tiny, curled-up dimensions,

curled up so small, even though they're all around us,

ऑस्कर क्लाइन से|

उसने सुझाया कि या आयाम दो प्रकार के हो सकते हैं -

that we don't see them.

Let me show you that one visually.

बड़े आयाम, जो आसानी से दिख सकते हैं,

So, imagine you're looking at something

like a cable supporting a traffic light.

पर अन्य आयाम हो सकते हैं, नन्हे और गोलाई लिए हुए|

It's in Manhattan. You're in Central Park -- it's kind of irrelevant --

इतने छोटे कि चाहे वे हमारे आसपास हैं,

but the cable looks one-dimensional from a distant viewpoint,

पर हम उन्हें नहीं देख पाते|

आइये मैं आपको दिखाता हूँ|

but you and I all know that it does have some thickness.

तो, सोचिये कि आप कुछ देख रहे हैं

It's very hard to see it, though, from far away.

जैसे ट्रैफिक लाईट को सहारा दे रही रस्सी

But if we zoom in and take the perspective of, say,

यह मैनहट्टन में है| सेंट्रल पार्क में - बस बेमतलब सा कुछ -

a little ant walking around --

दूर से देखने पर रस्सी एक-आयामी लगती है,

little ants are so small that they can access all of the dimensions --

the long dimension,

पर आप और मैं जानते हैं कि इसकी कुछ मोटाई भी है|

but also this clockwise, counter-clockwise direction.

इतनी दूर से देखना कठिन है.

And I hope you appreciate this.

पर यदि हम इसे ज़ूम करें, और

It took so long to get these ants to do this.

वहां घूमती चींटी की नज़र से देखें -

(Laughter)

चींटियाँ इतनी छोटी हैं कि वे सारे आयामों तक पहुँच सकती हैं -

But this illustrates the fact that dimensions can be of two sorts:

लम्बे आयाम ही नहीं,

big and small. And the idea that maybe the big dimensions around us

छोटे आयाम ,घड़ी की दिशा में और विपरीत भी|

are the ones that we can easily see,

आशा है आप इसकी तारीफ करेंगे|

but there might be additional dimensions curled up,

चींटियों से यह करवाने में बहुत समय लगा|

(हँसी)

sort of like the circular part of that cable,

पर यह तथ्य भी सिद्ध होता है कि आयाम दो प्रकार के होते हैं:

so small that they have so far remained invisible.

बड़े और छोटे. और यह विचार भी कि शायद हमारे आसपास से बड़े आयाम

Let me show you what that would look like.

हम आसानी से देख सकते हैं,

So, if we take a look, say, at space itself --

पर कुछ अतिरिक्त आयाम, गोलाई लिए हुए,

I can only show, of course, two dimensions on a screen.

जैसे उस तार के गोलाई लिए हुए भाग,

इतने छोटे कि वे हमारे लिए अब तक अदृश्य हैं|

Some of you guys will fix that one day,

but anything that's not flat on a screen is a new dimension,

मैं बताता हूँ कि वह सब कैसा दिख सकता है|

goes smaller, smaller, smaller,

अब, यदि आप इस स्थान में देखें -

and way down in the microscopic depths of space itself,

मैं केवल दो आयाम ही दिखा सकता हूँ इस परदे पर|

this is the idea,

you could have additional curled up dimensions --

आप में कुछ एक दिन इस समस्या को हल करेंगे,

here is a little shape of a circle -- so small that we don't see them.

इस परदे पर जो सपाट नहीं, वही नया आयाम है,

But if you were a little ultra microscopic ant walking around,

और छोटा, और अधिक छोटा,

और इसके सूक्ष्मतम गहराइयों में,

you could walk in the big dimensions that we all know about --

that's like the grid part --

मेरे विचार में,

कई अन्य गोलाई लिए हुए आयाम हो सकते हैं -

but you could also access the tiny curled-up dimension

यहाँ यह छोटे वृत्त हैं - इतने छोटे कि हम नहीं देख सकते|

that's so small that we can't see it with the naked eye

पर यदि आप यहाँ घूम रहे अति सूक्ष्म चींटी होते, तो आप

or even with any of our most refined equipment.

But deeply tucked into the fabric of space itself,

बड़े आयामों में घूमते जिन्हें हम जानते हैं

वे जाली जैसे हैं

the idea is there could be more dimensions, as we see there.

पर आप उन छोटे गोल आयामों तक भी पहुँच सकते थे

Now that's an explanation

जिन्हें हम आँखों से नहीं देख सकते

और न किसी अति परिष्कृत यंत्र से|

about how the universe could have more dimensions than the ones that we see.

पर अंतरिक्ष के ताने-बाने की गहराइयों में स्थित,

But what about the second question that I asked:

विचार यह कि, कुछ अन्य आयाम भी हो सकते हैं, जैसे हम वहां देख रहे हैं|

does the theory actually work

यह एक स्पष्टीकरण है इस बारे में कि

when you try to apply it to the real world?

Well, it turns out that Einstein and Kaluza and many others

हमें दिखने वाले आयामों केअलावा अंतरिक्ष में अन्य आयाम कैसे हो सकते हैं|

worked on trying to refine this framework

पर मेरे दूसरे प्रश्न का क्या:

and apply it to the physics of the universe

क्या यह सिद्धांत वास्तव में काम करता है

जब इसे वास्तविक विश्व में लागू करते हैं?

as was understood at the time, and, in detail, it didn't work.

तो पाया यह गया कि आइन्स्टाइन, कलुत्ज़ा और कई अन्य लोगों ने

In detail, for instance,

इस सिद्धांत को परिष्कृत करने का प्रयास किया

they couldn't get the mass of the electron

to work out correctly in this theory.

So many people worked on it, but by the '40s, certainly by the '50s,

इसे ब्रह्माण्ड के भौतिक विज्ञान में लागू करने का प्रयास किया

पर जैसा उस समय समझा गया और अन्यथा भी इसने काम नहीं किया|

this strange but very compelling idea

विस्तार में, जैसे कि,

वे इलेक्ट्राॅन का द्रव्यमान सही से

of how to unify the laws of physics had gone away.

नहीं खोज पाए इस सिद्धांत के द्वारा|

Until something wonderful happened in our age.

कई लोगों ने इस सिद्धांत पर काम किया, पर पचासवें दशक तक,

In our era, a new approach to unify the laws of physics

यह विचित्र परन्तु दमदार विचार

is being pursued by physicists such as myself,

भौतिकी के नियमों के एकीकरण का, समाप्त हो गया|

many others around the world,

it's called superstring theory, as you were indicating.

पर हमारा समय आते आते कुछ अद्भुत परिवर्तन आया|

And the wonderful thing is that superstring theory

हमारे समय में भौतिकी के नियमों के एकीकरण के एक नए विचार पर

has nothing to do at first sight with this idea of extra dimensions,

मुझ जैसे वैज्ञानिक कार्य कर रहे हैं,

और विश्वभर में कई अन्य भी,

but when we study superstring theory,

जिसका नाम है सुपरस्ट्रिंग थ्योरी, जैसा आप सोच रहे थे|

we find that it resurrects the idea in a sparkling, new form.

और ख़ास बात यह है कि सुपरस्ट्रिंग थ्योरी का

So, let me just tell you how that goes.

Superstring theory -- what is it?

प्रथम दृष्टया अतिरिक्त आयामों के विचार से कोई सम्बन्ध नहीं है,

Well, it's a theory that tries to answer the question:

what are the basic, fundamental, indivisible, uncuttable constituents

पर जब हम सुपरस्ट्रिंग थ्योरी पढ़ते हैं, तो पाते हैं

कि यह उसी विचार को एक बिलकुल नए रूप में प्रकट करता है|

making up everything in the world around us?

अब मैं इसके बारे में आपको बताता हूँ|

सुपरस्ट्रिंग थ्योरी - यह क्या है?

The idea is like this.

यह एक सिद्धांत है, जो इस प्रश्न का उत्तर

So, imagine we look at a familiar object, just a candle in a holder,

देने का प्रयास करता है कि वे मूल, अविभाज्य तत्त्व कौनसे हैं,

and imagine that we want to figure out what it is made of.

जो हमारे आसपास के विश्व में हर पदार्थ का निर्माण करते हैं?

So we go on a journey deep inside the object and examine the constituents.

यह विचार कुछ ऐसा है|

So deep inside -- we all know, you go sufficiently far down, you have atoms.

कल्पना कीजिये कि हम किसी जानी पहचानी चीज़ को देखें जैसे एक मोमबत्ती और स्टैंड,

We also all know that atoms are not the end of the story.

और कल्पना कीजिये कि हम खोजें कि यह किससे बनी है|

They have little electrons that swarm around a central nucleus

तो हम इस वस्तु की गहराइयों में जाते हैं और इसके घटकों को जांचते हैं|

with neutrons and protons.

Even the neutrons and protons have smaller particles inside of them known as quarks.

हम सब जानते हैं कि इसके बहुत अन्दर, एटम हैं|

हम यह भी जानते हैं कि ये अंतिम कण नहीं हैं|

That is where conventional ideas stop.

उनके अन्दर इलेक्ट्रॉन हैं जो उस केन्द्रीय न्यूक्लियस के चारों ओर घूमते हैं जिसमे हैं

Here is the new idea of string theory.

Deep inside any of these particles, there is something else.

न्यूट्रॉन व प्रोटाॅन

न्यूट्रॉन व प्रोटाॅन ने अन्दर और भी नन्हे कण हैं जो क्वार्क कहलाते हैं|

This something else is this dancing filament of energy.

यहाँ पर परंपरागत विचार का अंत होता है|

It looks like a vibrating string --

that's where the idea, string theory comes from.

यहाँ स्ट्रिंग थ्योरी का विचार शुरू होता है

And just like the vibrating strings that you just saw in a cello

इन कणों की गहराइयों में, कुछ और है|

can vibrate in different patterns,

these can also vibrate in different patterns.

यह ‘कुछ और’ है ऊर्जा का नृत्य करता हुआ रेशा

They don't produce different musical notes.

यह एक स्पंदित तंतु जैसा दिखता है -

Rather, they produce the different particles making up the world around us.

यहीं से यह नाम स्ट्रिंग थ्योरी आता है|

आपने अभी चेलो के स्पंदित तारों को देखा

So if these ideas are correct,

this is what the ultra-microscopic landscape of the universe looks like.

जो अलग प्रकारों से स्पंदन करते हैं,

तंतु अलग प्रकारों से स्पंदन कर सकते हैं|

It's built up of a huge number

उनसे अलग स्वर नहीं निकलते|

of these little tiny filaments of vibrating energy,

पर वे अलग अलग कण उत्पन्न करते हैं जिनसे हमारे आसपास का यह विश्व बना हुआ है|

vibrating in different frequencies.

यदि ये विचार सही हैं,

तो ब्रह्माण्ड का अतिसूक्ष्म भूदृश्य कुछ ऐसा दिखता है|

The different frequencies produce the different particles.

The different particles are responsible

यह बना है विशाल संख्या में

for all the richness in the world around us.

स्पंदित ऊर्जा के नन्हे तंतुओं से, जो अलग अलग आवृत्तियों मे स्पंदन कर रहे हैं|

And there you see unification,

because matter particles, electrons and quarks,

अलग आवृत्तियाँ अलग कण उत्पन्न करती हैं|

radiation particles, photons, gravitons, are all built up from one entity.

इन्हीं विभिन्न कणों से ही

हमारे आसपास के विश्व के वैभव का निर्माण होता है|

So matter and the forces of nature all are put together

और यहाँ आप एकीकरण देखते हैं,

क्यों कि पदार्थ के कण, इलेक्ट्राॅन तथा क्वार्क,

under the rubric of vibrating strings.

And that's what we mean by a unified theory.

इस एक तत्त्व से ही विकिरण कण, फोटाॅन, ग्रेवीटाॅन इत्यादि का निर्माण होता है|

Now here is the catch.

When you study the mathematics of string theory,

अतः: पदार्थ तथा प्रकृति के बल एकत्र होते हैं

you find that it doesn't work

स्पंदित तंतुओं के छत्र के नीचे|

in a universe that just has three dimensions of space.

और इसी को हम एकीकृत सिद्धांत कहते हैं.

It doesn't work in a universe with four dimensions of space, nor five, nor six.

अब यहाँ एक समस्या आती है|

Finally, you can study the equations, and show that it works

जब आप स्ट्रिंग थ्योरी के गणित का अध्ययन करते हैं,

आप पाते हैं कि यह काम नहीं करता

only in a universe that has 10 dimensions of space

उस ब्रह्माण्ड में जिसमे स्थान के केवल तीन आयाम हैं|

and one dimension of time.

उस ब्रह्माण्ड में भी काम नहीं करता जहां स्थान के चार, पाँच या छह आयाम हैं|

It leads us right back to this idea of Kaluza and Klein --

अंततः, आप समीकरणों का अध्ययन कर यह पाते हैं कि

that our world, when appropriately described,

यह उसी ब्रह्माण्ड में काम करता है जिसमें स्थान के दस आयाम हैं|

has more dimensions than the ones that we see.

और एक आयाम समय का है|

Now you might think about that and say, well,

यह बात हमें वापस कलुत्ज़ा और क्लाइन के विचारों की ओर ले जाती है -

OK, you know, if you have extra dimensions, and they're really tightly curled up,

yeah, perhaps we won't see them, if they're small enough.

जो यह कहते हैं कि वास्तव में हमारे विश्व में,

देखे जा सकने वाले आयामों से अधिक आयाम हैं|

But if there's a little tiny civilization of green people walking around down there,

अब आप इस बारे में सोचें और कहें,

and you make them small enough, and we won't see them either. That is true.

कि यदि अधिक आयाम हैं और वे मजबूती से घुमावदार हैं|

One of the other predictions of string theory --

हाँ, शायद हम उन्हें देख न सकें, यदि वे बहुत छोटे हों|

no, that's not one of the other predictions of string theory.

पर यदि यहाँ हरे लोगों की ऐसी कोई सभ्यता हो

(Laughter)

But it raises the question:

और आप उन्हें इतना छोटा कर दें तो हम उन्हें भी नहीं देख पाएंगे| यह सच है|

are we just trying to hide away these extra dimensions,

or do they tell us something about the world?

स्ट्रिंग थ्योरी की एक और भविष्यवाणी है -

In the remaining time, I'd like to tell you two features of them.

नहीं, नहीं| यह स्ट्रिंग थ्योरी की कोई और भविष्यवाणी नहीं है|

First is, many of us believe that these extra dimensions

(हँसी)

पर एक प्रश्न उठता है:

क्या हम इन अतरिक्त आयामों को छुपा रहे हैं?

hold the answer to what perhaps is the deepest question

या वे विश्व के बारे में हमें कुछ बता रहे हैं?

in theoretical physics, theoretical science.

अब बचे समय में मैं आपको उनके दो लक्षण बताना चाहूंगा|

And that question is this: when we look around the world,

पहला यह कि, हममें से कई यह विश्वास करते हैं कि इन अतिरिक्त आयामों

as scientists have done for the last hundred years,

के पास शायद सैद्धांतिक भौतिकी एवं विज्ञान के गहनतम प्रश्नों के उत्तर हैं|

there appear to be about 20 numbers that really describe our universe.

These are numbers like the mass of the particles,

और प्रश्न यह है: जब हम विश्व में अपने आसपास देखते हैं,

like electrons and quarks, the strength of gravity,

the strength of the electromagnetic force --

जैसा वैज्ञानिकों ने सौ वर्षों में किया है,

a list of about 20 numbers

लगभग 20 ऐसी संख्याएँ हैं जो वास्तव में हमारे ब्रह्माण्ड की व्याख्या करती हैं|

that have been measured with incredible precision,

but nobody has an explanation

ये संख्याएँ, जैसे कि द्रव्यमान - सूक्ष्म कणों,

for why the numbers have the particular values that they do.

इलेक्ट्रान तथा क्वार्क का, गुरुत्वाकर्षण,

व विद्युत-चुम्बकीय बल -

Now, does string theory offer an answer?

ऐसी लगभग 20 संख्याएँ

Not yet.

जिनकी गणना अचूक शुद्धता से की गई है,

But we believe the answer for why those numbers have the values they do

पर किसी के पास उत्तर नहीं है कि

may rely on the form of the extra dimensions.

इनका मान वही विशिष्ट संख्या ही क्यों है|

And the wonderful thing is, if those numbers

क्या स्ट्रिंग थ्योरी के पास कोई उत्तर है?

had any other values than the known ones,

अभी तो नहीं|

the universe, as we know it, wouldn't exist.

पर हमारा विश्वास है इन विशिष्ट संख्याओं का उत्तर

This is a deep question.

Why are those numbers so finely tuned

अतिरिक्त आयामों के प्रकार पर निर्भर हो सकता है|

to allow stars to shine and planets to form,

और आश्चर्यजनक बात तो यह है कि यदि वे संख्याएँ कुछ और होतीं,

when we recognize that if you fiddle with those numbers --

if I had 20 dials up here

इस ब्रह्माण्ड का, जैसा हम जानते हैं, अस्तित्व ही न होता|

and I let you come up and fiddle with those numbers,

almost any fiddling makes the universe disappear.

यह एक गहन प्रश्न है|

ये संख्याएँ ऐसी सूक्ष्मता से तय कैसे हैं

कि तारे चमकें और ग्रहों की रचना हो,

So can we explain those 20 numbers?

जब हम समझ जाते हैं कि यदि आप इन संख्याओं से छेड़खानी करें -

And string theory suggests that those 20 numbers

यदि मेरे पास बीस डायल हों यहाँ

have to do with the extra dimensions.

और मैं आपको इन्हें छेड़ने दूं,

Let me show you how.

कोई भी छेड़खानी ब्रह्माण्ड को समाप्त कर देगी|

So when we talk about the extra dimensions in string theory,

तो क्या हम इन 20 संख्याओं की व्याख्या कर सकते हैं?

it's not one extra dimension,

as in the older ideas of Kaluza and Klein.

और स्ट्रिंग थ्योरी का सुझाव है कि ये

बीस संख्याएँ अतिरिक्त आयामों से जुड़ी हैं|

This is what string theory says about the extra dimensions.

मैं दिखाता हूँ कि कैसे|

तो जब हम स्ट्रिंग थ्योरी में अतिरिक्त आयामों के बारे में बात करते हैं,

They have a very rich, intertwined geometry.

This is an example of something known as a Calabi-Yau shape --

वह कोई इकलौता आयाम नहीं है,

जैसा कलुत्ज़ा और क्लाइन के पुराने विचारों में था|

name isn't all that important.

But, as you can see,

स्ट्रिंग थ्योरी अतिरिक्त आयामों के बारे में यह कहती है कि|

the extra dimensions fold in on themselves

उनकी अति समृद्ध गुंथी हुई संरचना है|

and intertwine in a very interesting shape, interesting structure.

यह एक उदाहरण है उस रचना का जिसे क्लाबिया आकृति कहते हैं -

And the idea is that if this is what the extra dimensions look like,

नाम महत्वपूर्ण नहीं है|

पर जैसा आप देख पा रहे हैं,

then the microscopic landscape of our universe all around us

अतिरिक्त आयाम अपने ऊपर ही लिपटे हुए हैं

और गुंथ कर बड़े दिलचस्प आकार और आकृतियाँ बनाते हैं|

would look like this on the tiniest of scales.

When you swing your hand,

you'd be moving around these extra dimensions over and over again,

और विचार यह है कि अतिरिक्त आयाम कैसे दीखते हैं,

but they're so small that we wouldn't know it.

So what is the physical implication, though, relevant to those 20 numbers?

और फिर हमारे आसपास के ब्रह्माण्ड का अति सूक्ष्म भूदृश्य

Consider this. If you look at the instrument, a French horn,

सबसे नन्हे स्तर पर ऐसा दिखाई देगा|

notice that the vibrations of the airstreams

जब आप हाथ हिलाते हैं,

हाथ बार बार अतिरिक्त आयामों में से गुज़रेगा, पर वे इतने छोटे हैं

are affected by the shape of the instrument.

कि हमें पता नहीं चलेगा|

Now in string theory,

तो इन 20 संख्याओं का भौतिक प्रभाव क्या है?

all the numbers are reflections of the way strings can vibrate.

अब यह देखें. यदि आप इस वाद्य, फ्रेंच हॉर्न को देखें,

So just as those airstreams

are affected by the twists and turns in the instrument,

ध्यान दें कि वायु का कम्पन

strings themselves will be affected

वाद्य के आकार से तय होता है|

by the vibrational patterns in the geometry within which they are moving.

अब स्ट्रिंग थ्योरी में,

संख्याएँ इस बात का प्रतिबिम्ब हैं कि तंतु का स्पंदन कैसा है|

So let me bring some strings into the story.

तो जैसे वायु का कम्पन

And if you watch these little fellows vibrating around --

वाद्य में हो रही गतिविधियों से प्रभावित होता है,

they'll be there in a second -- right there,

तंतु स्वयं प्रभावित होंगे

notice that they way they vibrate is affected

उस संरचना के अन्दर के स्पंदन के प्रकार से, जिसमें वे स्वयं गति कर रहे हैं|

by the geometry of the extra dimensions.

So, if we knew exactly what the extra dimensions look like --

तो अब मैं इस कथा में कुछ शर्तें लगाता हूँ|

we don't yet, but if we did --

अगर आप इन्हें स्पंदन करते देखें -

we should be able to calculate the allowed notes,

जल्द ही आपको दिखाई देंगे - यहीं,

the allowed vibrational patterns.

ध्यान दें कि उनका स्पंदन प्रभावित होता है

And if we could calculate the allowed vibrational patterns,

अतिरिक्त आयाम की संरचना से|

तो यदि मुझे पता हो कि अतिरिक्त आयाम कैसा दिखता है -

we should be able to calculate those 20 numbers.

अभी तो नहीं, पर यदि पता होता -

And if the answer that we get from our calculations

हम नियत आवृत्तियों तथा स्पंदन विन्यासों की गणना कर लेंगे|

agrees with the values of those numbers

that have been determined

और यदि हम नियत स्पंदन विन्यासों की गणना कर लेते हैं,

through detailed and precise experimentation,

हम उन 20 संख्याओं की गणना भी कर पाएंगे|

this in many ways would be the first fundamental explanation

और यदि हमारी गणनाओं के परिणाम

for why the structure of the universe is the way it is.

उन संख्याओं से मेल खाते हैं

जो निश्चित हो चुकी हैं

गहन तथा सटीक प्रयोगों से,

Now, the second issue that I want to finish up with is:

कई मायनों में यह पहली मौलिक व्याख्या होगी

how might we test for these extra dimensions more directly?

कि विश्व की संरचना वैसी क्यों है, जैसी यह है|

Is this just an interesting mathematical structure

that might be able to explain

दूसरा मुद्दा जिसके साथ मैं अपनी बात समाप्त करूंगा, वह यह है:

some previously unexplained features of the world,

कि हम इन अतिरिक्त आयामों के बारे में सीधे तौर पर प्रयोग कैसे कर पाएंगे?

or can we actually test for these extra dimensions?

क्या यह कोई रोचक गणितीय संरचना है

And we think -- and this is, I think, very exciting --

that in the next five years or so we may be able to test

जो व्याख्या करने में सक्षम हो

विश्व के अब तक के कुछ अनुत्तरित प्रश्नों की,

for the existence of these extra dimensions.

Here's how it goes. In CERN, Geneva, Switzerland,

या क्या हम वास्तव में इन अतिरिक्त आयामों की जांच कर सकते हैं?

हम सब सोचते हैं कि यह अति रोमांचक है -

a machine is being built called the Large Hadron Collider.

कि अगले लगभग पाँच वर्षों में, प्रयोगों से

It's a machine that will send particles around a tunnel,

अतिरिक्त आयामों के अस्तित्व की जांच कर पाएंगे|

opposite directions, near the speed of light.

यह इस प्रकार होगा| CERN, जीनीवा, स्विट्ज़रलैंड में,

Every so often those particles will be aimed at each other,

एक यंत्र का निर्माण चल रहा है जिसका नाम है लार्ज हेड्राॅन कोलाॅईडर|

so there's a head-on collision.

The hope is that if the collision has enough energy,

यह यंत्र एक सुरंग में सूक्ष्म परमाणु कण भेजता है,

it may eject some of the debris from the collision

विपरीत दिशाओं में, प्रकाश की गति से|

ये विपरीत दिशाओं के कण एक दूसरे पर निशाना साधते हैं,

from our dimensions, forcing it to enter into the other dimensions.

और फिर उनकी सामने से टक्कर होती है|

How would we know it?

आशा यह है कि यदि टक्कर में पर्याप्त ऊर्जा है,

Well, we'll measure the amount of energy after the collision,

तो इस टकराव से जो कुछ मलबा निकल सकता है

compare it to the amount of energy before,

and if there's less energy after the collision than before,

हमारे आयाम से, उसे दूसरे आयामों में धकेला जाएगा|

this will be evidence that the energy has drifted away.

तो हमें कैसे पता चलेगा?

And if it drifts away in the right pattern that we can calculate,

हम इस टकराव से उत्पन्न ऊर्जा को मापेंगे,

this will be evidence that the extra dimensions are there.

उसकी तुलना करेंगे पूर्व की ऊर्जा से,

Let me show you that idea visually.

और यदि यह ऊर्जा टकराव से बाद कम पाई जाती है,

So, imagine we have a certain kind of particle called a graviton --

प्रमाण होगा कि ऊर्जा अन्य आयाम में गई है|

that's the kind of debris we expect to be ejected out,

और यदि यह सही प्रकार से निकली है जिसकी हम गणना कर सकते हैं,

if the extra dimensions are real.

तो यह प्रमाण होगा कि अतिरिक्त आयामों का अस्तित्व है|

But here's how the experiment will go.

You take these particles. You slam them together.

इस विचार को दिखाने का प्रयत्न करता हूँ|

कल्पना कीजिये कि एक अलग प्रकार का कण है ग्रेवीटाॅन -

You slam them together, and if we are right,

some of the energy of that collision

हमारे उम्मीद है कि इसी प्रकार का मलबा निकलेगा,

will go into debris that flies off into these extra dimensions.

यदि अतिरिक्त आयाम वास्तव में हैं|

So this is the kind of experiment

यह प्रयोग ऐसे चलेगा|

आप इन कणों को लीजिये| उन्हें आपस में टकराइये|

that we'll be looking at in the next five, seven to 10 years or so.

यदि हमारा विचार ठीक है,

And if this experiment bears fruit,

उस टकराव की कुछ ऊर्जा

उस मलबे में जाएगी जो अन्य आयामों में चला जाएगा|

if we see that kind of particle ejected

by noticing that there's less energy in our dimensions

तो इसी प्रकार का प्रयोग

अगले पाँच, सात से दस वर्षों में देखेंगे|

than when we began,

this will show that the extra dimensions are real.

और यदि इस परीक्षण से अपेक्षित परिणाम मिलते हैं,

And to me this is a really remarkable story,

यदि हम उस प्रकार का कण निकलते देखते हैं

and a remarkable opportunity. Going back to Newton with absolute space --

हमारे आयाम में ऊर्जा की कमी पा कर

didn't provide anything but an arena, a stage

पहले की अपेक्षा,

in which the events of the universe take place.

यह दर्शाएगा कि अतिरिक्त आयाम वास्तविक हैं|

Einstein comes along and says,

और मेरे लिए तो यह वास्तव में एक उल्लेखनीय बात है,

well, space and time can warp and curve -- that's what gravity is.

और एक उल्लेखनीय मौक़ा भी| स्थान का विषय, न्यूटन के सिद्धांत के अनुसार -

And now string theory comes along and says,

एक कार्यक्षेत्र प्रस्तुत करता है

yes, gravity, quantum mechanics, electromagnetism,

जिसमें ब्रह्माण्ड की घटनाएँ घटित होती हैं|

all together in one package,

आइन्स्टाइन जागृत हो उठते हैं और कहते हैं,

but only if the universe has more dimensions than the ones that we see.

स्थान और समय मुड़ और झुक सकते हैं - वही गुरुत्वाकर्षण है|

और अब स्ट्रिंग थ्योरी आकर कहती है,

And this is an experiment that may test for them in our lifetime.

हाँ, गुरुत्वाकर्षण, क्वांटम यांत्रिकी, विद्युत-चुम्बकीयता,

Amazing possibility.

एक साथ आ सकते हैं

Thank you very much.

केवल तभी यदि ब्रह्माण्ड में अतिरिक्त आयाम हैं, उनके अतिरिक्त, जिन्हें हम देखते हैं|

(Applause)

और यह एक प्रयोग हैं जो इस विषय को जांच सकता है हमारे जीवन काल में|

अद्भुत संभावना|

बहुत बहुत धन्यवाद|

(तालियाँ)