1968-yilda fiziklar Gabriel Venetsiano va Mahiko Suzuki quyidagi formulani o‘rganishdi — uni Leonard Eyler XVIII asrda keltirib chiqargan edi. Fiziklar bu formula ikki elementar zarrachaning sochilishini tavsiflashini aniqladilar. Keyinchalik fiziklar Yoitiro Nambu, Xolger Bek Nilsen^[ingl.] va Leonard Sasskind ushbu formulaga asoslangan tenglamalar sinfini quyidagicha atay boshladilar: torlar nazariyasi.

Torlar fundamental obyektlar sifatida dastlab elementar zarrachalar fizikasiga quyidagi zarrachalarning tuzilish xususiyatlarini tushuntirish uchun kiritilgan: adronlar, xususan, pionlar.

Aynan 1960-yillarda adronning spini bilan massasi o‘rtasidagi bog‘liqlik (Chyu — Frauchi grafigi) aniqlandi. Bu kuzatuv Rejje nazariyasining yaratilishiga olib keldi. Unda turli adronlar elementar zarrachalar sifatida emas, balki yagona cho‘zilgan obyekt — rejjeonning turli namoyon bo‘lish shakllari sifatida qaraldi. Keyingi yillarda Gabriele Venetsiano, Yoitiro Nambu va Leonard Sasskind sa’y-harakatlari bilan rejjeonlarning sochilish formulasi keltirib chiqarildi va bu jarayonlarning torli talqini berildi.

Aynan 1968-yilda Gabriele Venetsiano va Mahiko Suzuki quyidagi zarrachalarning to‘qnashuvini tahlil qilishdi: pi-mezonlar (pionlar) to‘qnashuvi natijasida yuqori energiyali pionlarning juft sochilish amplitudasi juda aniq beta-funksiyalardan biri orqali ifodalanishini aniqladilar. Bu funksiyalarni Leonard Eyler aynan 1730-yilda kiritgan edi. Keyinchalik pionlarning juft sochilish amplitudasini cheksiz qatorga yoyish mumkinligi, uning boshlang‘ich hadi Venetsiano — Suzuki formulasiga mos kelishi aniqlandi.

Aynan 1970-yilda Yoitiro Nambu, Tetsuo Goto, Xolger Bex Nilsen va Leonard Sasskind to‘qnashayotgan pionlarning o‘zaro ta’siri ularni bog‘lab turgan «cheksiz ingichka tebranuvchi ip» tufayli paydo bo‘ladi, degan fikrni ilgari surishdi. Ushbu «ip» kvant mexanikasi qonunlariga bo‘ysunadi deb faraz qilib, ular Venetsiano — Suzuki formulasiga mos keladigan formulani keltirib chiqardilar. Shu tariqa elementar zarrachalar muayyan torlar ko‘rinishida tasvirlanadigan va ma’lum notalarda (chastotalarda).

tebranadigan bir o‘lchamli modellar paydo bo‘ldi. Kvant xromodinamikasi davri boshlangach, ilmiy hamjamiyat 1980-yillargacha adronlar fizikasidagi torlar nazariyasiga qiziqishni yo‘qotdi.

Taxminan 1974-yilga kelib, Venetsiano formulalariga asoslangan torlar nazariyalari 4 dan ortiq o‘lchamli fazoda amalga oshishi ma’lum bo‘ldi: Venetsiano va Shapiro — Virasoro (S-V) modellari 26 o‘lchamda, Ramon — Nevyö — Shvars (R-N-S) modeli esa 10 o‘lchamda ifodalanadi. Ularning barchasi taxionlar mavjudligini bashorat qiladi. Taxionlarning tezligi vakuumdagi yorug‘lik tezligidan yuqori bo‘lib, shu bois ularning mavjudligi sababiyat tamoyiliga zid keladi. Bu tamoyil mikrodunyoda ham buziladi. Shunday qilib, taxionlarning mavjudligiga oid ishonchli (avvalo tajribaviy) dalillar ham, ularni mutlaqo rad etadigan mantiqiy jihatdan benuqson isbotlar ham yo‘q. Hozirda fizik nazariyalarni qurishda taxionlar g‘oyasidan foydalanmaslik ma’qulroq deb hisoblanadi. Taxionlar muammosining yechimi Vess va Zuminoning fazo-vaqtdagi global (koordinatalarga bog‘liq bo‘lmagan) supersimmetriyaga doir ishlariga (1974-yil) asoslanadi. 1977-yilda Gliotssi, Sherk^[nem.] va Oliv (GSO proyeksiyasi) R-N-S modeliga tor o‘zgaruvchilari uchun maxsus proyeksiyani kiritdilar. Bu taxionni yo‘qotish imkonini berdi va mohiyatan supersimmetrik torni hosil qildi. 1981-yilda Grin va Shvars GSO proyeksiyasini D o‘lchamli supersimmetriya atamalarida tavsifladilar, sal keyinroq esa torlar nazariyasiga anomaliyalarni bartaraf etish tamoyilini kiritdilar.

1974-yilda Jon Shvars va Joel Sherk hamda ulardan mustaqil ravishda Tamiaki Yoneya ayrim torli tebranishlarning xususiyatlarini o‘rganib, ular faraziy zarracha — kvant gravitatsion maydonniki bo‘lgan gravitonning xususiyatlariga to‘liq mos kelishini aniqladilar. Shvars va Sherk dastlab torlar nazariyasining muvaffaqiyatsizlikka uchrashiga fiziklar uning ko‘lamini yetarlicha baholamagani sabab bo‘lganini ta’kidladilar. Shu model asosida bozon torlari nazariyasi yaratildi va u hanuz talabalar o‘rganadigan torlar nazariyasining birinchi ko‘rinishi bo‘lib qolmoqda. Bu nazariya ta’sir Polyakov funksionali yordamida ifodalanadi va u orqali torning fazo hamda vaqtdagi harakatini oldindan aytish mumkin. Polyakov ta’sirini kvantlash natijasida tor turli usullarda tebranishi, har bir tebranish usuli esa alohida elementar zarrachani yuzaga keltirishi mumkinligi kelib chiqadi. Zarrachaning massasi va o‘zaro ta’sir xususiyatlari torning tebranish usuli yoki unda hosil bo‘ladigan o‘ziga xos «nota» bilan belgilanadi. Shu tarzda paydo bo‘ladigan diapazon torlar nazariyasining massa spektri deb ataladi.

Dastlabki modellar ikki erkin uchga ega ochiq torlarni ham, halqa shaklidagi yopiq torlarni ham o‘z ichiga olgan. Ushbu ikki turdagi torlar turlicha harakat qiladi va ikki xil spektrni hosil qiladi. Zamonaviy torlar nazariyalarining barchasi ham ikkala turdan foydalanmaydi, ayrimlari faqat yopiq torlar bilan cheklanadi.

Bozon torlari nazariyasi muammolardan xoli emas. Avvalo, nazariyada fazo-vaqtning o‘zi yemirilishini nazarda tutuvchi fundamental beqarorlik mavjud. Bundan tashqari, nomidan ham ko‘rinib turibdiki, zarrachalar spektri faqat bozonlar bilan cheklanadi. Bozonlar olam tuzilishining muhim tarkibiy qismi bo‘lsa ham, Koinot faqat ulardan iborat emas. Nazariya, shuningdek, massa kvadrati manfiy bo‘lgan, aslida mavjudligi tasdiqlanmagan taxion zarrachasini bashorat qiladi. Torlar nazariyasi spektriga fermionlarni qanday kiritishni o‘rganish supersimmetriya tushunchasiga olib keldi. Bu bozonlar va fermionlar o‘rtasidagi bog‘liqlik nazariyasi bo‘lib, hozir mustaqil ahamiyatga ega. Fermion tebranishlarni o‘z ichiga oladigan nazariyalar quyidagicha ataladi: supertorlar nazariyalari.

1984—1986-yillarda fiziklar torlar nazariyasi barcha elementar zarrachalarni va ularning o‘zaro ta’sirlarini tavsiflashga qodir ekanini tushunib yetdilar. Shundan so‘ng yuzlab olimlar fizik nazariyalarni birlashtirish uchun eng istiqbolli g‘oya deb torlar nazariyasini rivojlantira boshladilar.

Birinchi supertorlar inqilobi 1984-yilda Maykl Grin va Jon Shvars tomonidan I turdagi torlar nazariyasida anomaliyalar qisqarishi hodisasining kashf etilishi bilan boshlandi. Bu qisqarish Grin — Shvars mexanizmi deb ataladi. Boshqa muhim kashfiyotlar, masalan, geterotik torning kashf etilishi 1985-yilda amalga oshirildi.

1990-yillarning o‘rtalarida Edvard Vitten, Jozef Polchinski va boshqa fiziklar turli supertorlar nazariyalari hali to‘liq ishlab chiqilmagan 11 o‘lchamli M-nazariyaning turli chegaraviy holatlari ekaniga ishonchli dalillar topdilar. Bu kashfiyot quyidagi nom bilan atalgan jarayonni boshlab berdi: ikkinchi supertorlar inqilobi.

Torlar nazariyasining (aniqrog‘i, M-nazariyaning) so‘nggi tadqiqotlari D-branalarni — nazariyaga ochiq torlarni kiritish natijasida mavjudligi kelib chiqadigan ko‘p o‘lchamli obyektlarni qamrab oladi. 1997-yilda Xuan Maldatsena torlar nazariyasi bilan N=4 supersimmetrik Yang — Mills nazariyasi deb ataladigan kalibrlash nazariyasi o‘rtasidagi bog‘liqlikni aniqladi. Bu bog‘liqlik AdS/CFT mosligi deb ataladi. Nom anti de Sitter space («anti-de-Sitter fazosi») va conformal field theory («konform maydon nazariyasi») atamalarining qisqartmasidan iborat. Mazkur moslik torlar nazariyasi bilan shug‘ullanuvchi olimlarda katta qiziqish uyg‘otdi va bugun ham faol o‘rganilmoqda. AdS/CFT mosligi golografik tamoyilning muayyan ifodasidir. Bu tamoyil qora tuynuklar, lokallik, fizikadagi axborot, shuningdek, gravitatsion o‘zaro ta’sir tabiatini tushunishga katta ta’sir ko‘rsatadi.

2003-yilda torlar nazariyasi landshafti tushunchasi ishlab chiqildi. U nazariyada o‘zaro ekvivalent bo‘lmagan soxta vakuumlarning eksponensial darajada ko‘p bo‘lishini anglatadi. Bu torlar nazariyasi oxir-oqibat nimani bashorat qila olishi va torli kosmologiya qanday o‘zgarishi mumkinligi haqida bahs-munozaralarga sabab bo‘ldi (batafsil quyida qarang).

2020-yilda Kembrij universiteti (Buyuk Britaniya) olimlari muayyan xususiyatlarga ega faraziy aksionlar mavjudligini bashorat qilgan torlar nazariyasining ayrim turlari noto‘g‘ri ekanini tasdiqlay oldilar. Biroq olimlar aylanish koeffitsiyenti pastroq bo‘lib, hozirgi kuzatuv usullari bilan aniqlab bo‘lmaydigan aksionga o‘xshash zarrachalar mavjud bo‘lishi ehtimolini istisno etmaydilar.

Supertorlar nazariyalarining tafsilotlarini tushunish uchun puxta matematik tayyorgarlik zarur bo‘lsa-da, kvant torlarining ayrim sifat xususiyatlarini intuitiv ravishda anglash mumkin. Kvant torlari oddiy torlar kabi elastiklikka ega. U nazariyaning fundamental parametri hisoblanadi. Kvant torining elastikligi uning o‘lchami bilan chambarchas bog‘liq. Hech qanday kuch ta’sir qilmayotgan yopiq torni tasavvur qilaylik. Elastiklik torni nuqta kattaligigacha kichik halqaga yig‘ishga intiladi. Biroq bu kvant mexanikasining — Geyzenberg noaniqlik tamoyili. Tor halqasining xarakterli o‘lchami torni qisqartiruvchi elastiklik kuchi va uni cho‘zuvchi noaniqlik ta’siri o‘rtasidagi muvozanat bilan belgilanadi.

Torning cho‘zilgan obyekt bo‘lishi tufayli ultrabinafsha divergensiyalar muammosi kvant maydon nazariyasida hal qilinadi. Natijada regulyarizatsiya va qayta normallashning butun jarayoni matematik hiyla bo‘lishdan chiqib, fizik mazmunga ega bo‘ladi. Darhaqiqat, kvant maydon nazariyasida o‘zaro ta’sir amplitudalarining cheksiz qiymatlari ikki zarracha bir-biriga istalgancha yaqinlasha olishi natijasida paydo bo‘ladi. Torlar nazariyasida esa bu mumkin emas: bir-biriga haddan tashqari yaqin kelgan torlar bitta torga birlashadi.

1980-yillarning o‘rtalarida supersimmetriyani torlar nazariyasiga bir emas, beshta turli usulda kiritish mumkinligi aniqlandi. Bu beshta alohida nazariyaga olib keladi: I, IIA, IIB turlari hamda ikki geterotik torlar nazariyasi. Ulardan faqat bittasi «hamma narsaning nazariyasi» bo‘la oladi, deb taxmin qilish mumkin edi. Buning uchun u past energiyalarda va oltita qo‘shimcha o‘lcham kompaktifikatsiyalanganda haqiqiy kuzatuvlarga mos kelishi kerak edi. Qaysi nazariya eng mos kelishi va qolgan to‘rttasi bilan nima qilish kerakligi ochiq masala bo‘lib qolgan edi.^126-bet.

Aynan Ikkinchi supertorlar inqilobi davomida avvalgi tasavvurlar noto‘g‘ri ekanligi ko‘rsatildi: beshta supertorlar nazariyasining barchasi bir-biri bilan chambarchas bog‘liq bo‘lib, yagona 11 o‘lchamli fundamental nazariyaning turli chegaraviy holatlaridir (M-nazariya).

Beshta supertorlar nazariyasining barchasi dualliklar deb ataladigan o‘zgartirishlar orqali o‘zaro bog‘langan. Agar ikki nazariya duallik o‘zgartirishi bilan bog‘langan bo‘lsa, bu bir nazariyadagi har bir hodisa va xususiyat muayyan chegaraviy holatda ikkinchi nazariyada muqobiliga ega ekanini va biridan boshqasiga o‘tish uchun o‘ziga xos «lug‘at» mavjudligini anglatadi.

Demak, dualliklar ilgari bir-biridan farqli yoki hatto o‘zaro istisno qiluvchi deb qaralgan kattaliklarni ham bog‘laydi. Katta va kichik masshtablar, kuchli va kuchsiz bog‘lanish konstantalari — bu kattaliklar fizik tizimlar xatti-harakatining aniq ajratilgan chegaralari deb qaralgan: ham klassik maydon nazariyasida, ham kvant nazariyasida. Biroq torlar katta bilan kichik, kuchli bilan kuchsiz o‘rtasidagi farqlarni bartaraf eta oladi.

Torlar nazariyasining qiziqarli bashoratlaridan biri Koinotning ko‘p o‘lchamli bo‘lishidir. Na Maksvell nazariyasi, na Eynshteyn nazariyalari bunday bashorat bermaydi, chunki ularda o‘lchamlar soni avvaldan berilgan deb olinadi (nisbiylik nazariyasida o‘lchamlar to‘rtta). Eynshteynning to‘rt o‘lchamiga beshinchi o‘lchamni birinchi bo‘lib nemis matematigi Teodor Kalutsa (1919-yilda). Beshinchi o‘lchamning kuzatilmasligi (uning kompaktligi) haqidagi izohni shved fizigi Oskar Kleyn aynan 1926-yilda taqdim etgan.

Torlar nazariyasining relyativistik invariantlikka (Lorens invariantligiga) mos bo‘lishi talab etilishi nazariya ifodalanadigan fazo-vaqtning o‘lchamliligiga qat’iy talablar qo‘yadi. Bozon torlari nazariyasi faqat 26 o‘lchamli fazo-vaqtda, supertorlar nazariyalari esa 10 o‘lchamli fazo-vaqtda yaratilishi mumkin.

Biz maxsus nisbiylik nazariyasiga ko‘ra to‘rt o‘lchamli fazo-vaqtda yashaganimiz uchun qolgan qo‘shimcha o‘lchamlar nega kuzatilmasligini tushuntirish kerak. Torlar nazariyasida buni izohlovchi ikki mexanizm mavjud.

Kompaktifikatsiya

Birinchi mexanizm — kompaktifikatsiya bo‘lib, qo‘shimcha 6 yoki 7 o‘lcham shu darajada kichik miqyosda o‘ziga o‘raladiki, tajribada aniqlanmaydi. Olti o‘lchamli modellarga misol tariqasida quyidagilar keltiriladi: Kalabi — Yau fazolari.

Ko‘p o‘lchamli fazoni tushuntirish uchun qo‘llanadigan klassik qiyos — bog‘ shlangi. Shlangga yetarlicha uzoqdan qaralsa, u faqat bitta o‘lchamga — uzunlikka ega bo‘lib tuyuladi. Biroq yaqinlashganda uning ikkinchi o‘lchami — aylana shaklidagi kesimi bilinadi. Shlang sirtida o‘rmalayotgan chumolining haqiqiy harakati ikki o‘lchamli, ammo uzoqdan u bir o‘lchamli bo‘lib ko‘rinadi. Qo‘shimcha o‘lcham faqat nisbatan yaqin masofadan kuzatilishi mumkin. Shuning uchun Kalabi — Yau fazosining qo‘shimcha o‘lchamlari ham faqat nihoyatda yaqin masofalarda sezilishi mumkin va amalda aniqlanmaydi.

Torlar nazariyasi tajribada tekshirilishi kerak, biroq nazariyaning hech bir ko‘rinishi hal qiluvchi tajribada sinash mumkin bo‘lgan bir ma’noli bashoratlar bermaydi. Shu sababli torlar nazariyasi hozircha «boshlang‘ich bosqichda»: u ko‘plab jozibador matematik xususiyatlarga ega va Koinot tuzilishini tushunishda nihoyatda muhim bo‘lishi mumkin, lekin uni qabul qilish yoki rad etish uchun yana rivojlantirish lozim. Texnologik cheklovlar tufayli yaqin kelajakda torlar nazariyasini tekshirishning imkoni bo‘lmasligi ehtimoli yuqori. Shu bois ayrim olimlar uni ilmiy nazariya maqomiga munosib emas, deb hisoblaydi: ularning fikricha, nazariya Popper ma’nosida rad etilishi mumkin bo‘lgan nazariya emas.

Albatta, buning o‘zi torlar nazariyasini noto‘g‘ri deb hisoblashga asos bo‘lolmaydi. Yangi nazariy konstruksiyalar ko‘pincha tajriba natijalari bilan solishtirilib, qabul qilinishi yoki rad etilishidan oldin noaniqlik bosqichidan o‘tadi (masalan, Maksvell tenglamalariga qarang). Torlar nazariyasida ham nazariyaning o‘zini, ya’ni hisoblash va xulosalar chiqarish usullarini rivojlantirish yoki ilgari tadqiq qilib bo‘lmagan kattaliklarni o‘rganish uchun tajribaviy fanni taraqqiy ettirish talab qilinadi.

2003-yilda 10 o‘lchamli supertorlar nazariyalarini 4 o‘lchamli samarali maydon nazariyasiga keltirishning ko‘plab usullari borligi aniqlandi. Torlar nazariyasining o‘zi qaysi usul afzal ekanini belgilovchi mezonni bermaydi. 10 o‘lchamli nazariyani qisqartirishning har bir usuli o‘ziga xos 4 o‘lchamli olamni hosil qiladi. U kuzatiladigan olamga o‘xshashi ham, undan farqlanishi ham mumkin. Dastlabki supertorlar nazariyasidan past energiyali olamni hosil qilishning barcha mumkin bo‘lgan ko‘rinishlari majmuasi quyidagicha ataladi: nazariya landshafti.

Bunday variantlarning soni nihoyatda katta. Ularning soni kamida 10¹⁰⁰, ehtimol, taxminan 10⁵⁰⁰ atrofida bo‘lishi mumkin; ularning soni cheksiz bo‘lishi ham istisno etilmaydi.

Butun 2005-yil davomida bu yo‘nalishdagi taraqqiyot ushbu manzaraga antropik tamoyilni kiritish bilan bog‘liq bo‘lishi mumkinligi bir necha bor aytildi: inson aynan o‘zining mavjud bo‘lishi mumkin bo‘lgan Koinotda yashaydi.

Matematik nuqtayi nazardan yana bir muammo shundaki, kvant maydon nazariyasi singari torlar nazariyasining katta qismi hamon perturbativ tarzda (g‘alayonlar nazariyasi). Noperturbativ usullar so‘nggi yillarda ancha rivojlangan bo‘lsa-da, nazariyaning to‘liq noperturbativ ifodasi hozircha yo‘q. Uch halqali va undan yuqori tartibli Feynman diagrammalari uchun torlar sochilishining amplitudalarini hisoblash usuli noma’lum. Torlar nazariyasi 26 ta parametrni aniqlab bera olmaydi. Bu parametrlar quyidagi modelniki: Standart model.

Fazoning «donadorligi» (uning kvantlash darajasi)ni aniqlash uchun tajribalarda qutblanish gamma-nurlanish darajasi o‘lchandi. Nurlanish uzoqdagi kuchli manbalardan kelgan. Ma’lum bo‘lishicha, gamma-chaqnash GRB041219A nurlanishida, uning manbasi 300 mln yorug‘lik yili uzoqlikda joylashganiga qaramay, fazo donadorligi 10⁻⁴⁸ m o‘lchamgacha namoyon bo‘lmadi. Bu 10¹⁴ baravar kichik, ya’ni Plank uzunligidan ham kichik kattalikdir. Mazkur natija, aftidan, torlar nazariyalarining tashqi parametrlarini qayta ko‘rib chiqishga majbur qiladi.

Aynan 1996 yilda torlar nazariyotchilari Endryu Strominjer va Kamran Vafa, Sasskind va Senning avvalgi natijalariga tayangan holda «entropiyaning mikroskopik tabiati: Bekenşteyn va Xoking» nomli maqolani chop etdilar. Ushbu ishda Strominjer va Vafa torlar nazariyasi yordamida muayyan turdagi qora tuynuklarning mikroskopik tarkibiy qismlarini aniqlashga, shuningdek, ularning entropiyaga qo‘shgan hissasini aniq hisoblashga muvaffaq bo‘ldilar. Ish qisman g‘alayonlar nazariyasi doirasidan tashqariga chiquvchi yangi usulga asoslandi; bu nazariyadan 1980-yillarda va 1990-yillarning boshlarida foydalanilgan. Olingan natija Bekenşteyn va Xokingning bundan yigirma yildan ortiq vaqt oldin bergan bashoratlariga aynan mos keldi.

Haqiqiy shakllanish jarayonida yuzaga keladigan qora tuynuklarga Strominjer va Vafa konstruktiv yondashuvni qarama-qarshi qo‘ydilar. Ular qora tuynukning hosil bo‘lishiga boshqacha qarab, uni ma’lum bir to‘plamdagi branalarni yagona mexanizmga puxta yig‘ish orqali yaratish mumkinligini ko‘rsatdilar. Bu branalar quyidagi davrda kashf etilgan: ikkinchi supertorlar inqilobi.

Strominjer va Vafa qora tuynukning mikroskopik qismlarini qayta joylashtirishning nechta usuli mavjudligini hisobladilar. Bunda kuzatiladigan umumiy xususiyatlar, masalan, massa va zaryad o‘zgarmaydi. Ushbu holatning entropiyasi ta’rifga ko‘ra, olingan sonning logarifmiga tengdir. Bu son — termodinamik tizimning mumkin bo‘lgan mikroholatlari soni. So‘ng ular natijani qora tuynuk hodisalar gorizontining yuzasi bilan solishtirdilar. Bekenşteyn va Xokingning klassik tasavvurga asoslangan bashoratiga ko‘ra, bu yuza qora tuynuk entropiyasiga mutanosib. Natijalar mutlaqo mos keldi. Hech bo‘lmaganda ekstremal qora tuynuklar sinfida Strominjer va Vafa torlar nazariyasi yordamida mikroskopik tarkibiy qismlarni tahlil qilish va tegishli entropiyani aniq hisoblash imkonini ko‘rsatdilar.

Bu kashfiyot torlar nazariyasi foydasiga muhim va ishonchli dalil bo‘ldi. Torlar nazariyasi hali kvarklar yoki elektronning massalarini o‘lchash kabi tajriba natijalari bilan bevosita va aniq taqqoslash uchun yetarli darajada rivojlanmagan. Shunga qaramay, u qora tuynuklarning avvaldan ma’lum bo‘lgan xususiyatiga birinchi fundamental izohni berdi. Bu xususiyatni tushuntira olmaslik an’anaviy nazariyalar ustida ishlagan fiziklarni uzoq yillar davomida qiynab kelgan. Hatto Sheldon Gleshou, Nobel mukofoti sovrindori bo‘lgan va 1980-yillarda torlar nazariyasiga qat’iy qarshi chiqqan fizik 1997-yilgi intervyusida: «Torlar nazariyasi bilan shug‘ullanuvchilar qora tuynuklar haqida gapirganda, deyarli kuzatish mumkin bo‘lgan hodisalarni nazarda tutishadi, bu esa katta taassurot qoldiradi», deb tan olgan.

Torli kosmologiya — nazariy fizikaning nisbatan yangi va jadal rivojlanayotgan sohasi. Unda torlar nazariyasi tenglamalari yordamida ilk kosmologik nazariyada yuzaga kelgan ayrim muammolarni hal qilishga uriniladi. Bu yondashuv ilk bor Gabriele Venetsianoning ishlarida qo‘llanilgan. U Koinotning inflyatsion modelini supertorlar nazariyasidan qanday keltirib chiqarish mumkinligini ko‘rsatgan. Inflyatsion kosmologiyada inflyatsion kengayishni yuzaga keltiradigan muayyan skalyar maydon mavjud deb faraz qilinadi. Torli kosmologiyada uning o‘rniga dilaton maydoni deb ataluvchi maydon kiritiladi. Uning kvantlari, masalan, elektromagnit maydon kvantlaridan farqli ravishda, massasiz emas. Shu sababli mazkur maydonning ta’siri faqat elementar zarrachalar o‘lchamiga yaqin masofalarda yoki Koinotning ilk rivojlanish davrida sezilarli bo‘ladi.

Torlar nazariyasining standart kosmologik modelga kiritadigan uchta asosiy o‘zgarishi bor. Birinchidan, hozirgi tadqiqotlarda tobora aniqroq ko‘rinib borayotganidek, torlar nazariyasiga ko‘ra, Koinotning mumkin bo‘lgan eng kichik o‘lchami mavjud. Bu xulosa Katta portlash paytidagi Koinot tuzilishi haqidagi tasavvurni o‘zgartiradi. Standart modelda Koinotning o‘lchami shu paytda nolga teng bo‘ladi. Ikkinchidan, T-duallik, ya’ni kichik va katta radiuslar dualligi (minimal o‘lcham mavjudligi bilan chambarchas bog‘liq) kosmologiya uchun ham ahamiyatlidir. Uchinchidan, torlar nazariyasida fazo-vaqt o‘lchamlari soni to‘rttadan ortiq, shu bois kosmologiya ushbu o‘lchamlarning barchasi evolyutsiyasini tavsiflashi lozim. Umuman olganda, torlar nazariyasining o‘ziga xos jihati shundaki, unda fazo-vaqt geometriyasi fundamental emas, balki katta masshtablarda yoki kuchsiz bog‘lanish sharoitida paydo bo‘ladiganga o‘xshaydi.

Torlar nazariyasining asosiy jarayonlarini bevosita tajribada o‘rganish imkonsiz bo‘lsa-da, uning ayrim bilvosita bashoratlarini tajribada tekshirish mumkin.

Birinchidan, supersimmetriya mavjud bo‘lishi shart. 10-sentabr 2008-yilda ishga tushirilgan, ammo to‘liq faoliyatini 2010-yilda Katta adron kollayderi ayrim supersimmetrik zarrachalarni kashf etishi mumkin deb kutilmoqda.

Ikkinchidan, kuzatiladigan koinotning multikoinotdagi lokallashuviga asoslangan modellarda jismlarning kichik masofalardagi gravitatsiya qonuni o‘zgaradi. Hozir millimetrning yuzdan bir ulushlari masofasida butun olam tortishish qonunini yuqori aniqlik bilan tekshiradigan qator tajribalar o‘tkazilmoqda. Ushbu qonundan og‘ish aniqlansa, bu supersimmetrik nazariyalar foydasiga muhim dalil bo‘ladi.

Supersimmetriya nazariyasini tasdiqlovchi tajribaviy ma’lumotlarning yo‘qligi uning sobiq tarafdorlari orasidan ham tanqidchilar chiqishiga olib keldi. Masalan, nazariyotchi Mixail Shifman 2012-yil oktabr oyidayoq tanqidiy maqola e’lon qilgan. Unda supersimmetriya nazariyasi istiqbolsiz ekanini va yangi g‘oyalarga hamda yangi avlod nazariy fiziklariga (ular «yo‘qotilgan avlod»ga aylanib qolmasligi uchun) yo‘l berish maqsadida undan voz kechish kerakligini ochiq yozgan.

Uchinchidan, shu modellarda gravitatsiya bir necha TeV miqyosidagi energiyalardayoq juda kuchli bo‘lishi mumkin. Bu uni Katta adron kollayderida tekshirish imkonini beradi. Hozirda gravitonlar va mikroskopik qora tuynuklar hosil bo‘lish jarayonlari torlar nazariyasining bunday variantlarida faol o‘rganilmoqda.

Nihoyat, torlar nazariyasining ayrim variantlari astrofizik kuzatuvlar orqali tekshiriladigan bashoratlar ham beradi. Supertorlar (kosmik torlar), D-torlar yoki galaktikalararo masofalargacha cho‘zilgan boshqa torli obyektlar kuchli gravitatsion maydonga ega bo‘lib, gravitatsion linzalar vazifasini bajarishi mumkin. Bundan tashqari, harakatlanayotgan torlar gravitatsion to‘lqinlarni hosil qilishi kerak. Ularni prinsipial jihatdan LIGO va VIRGO kabi tajribalarda aniqlash mumkin. Shuningdek, ular kichik notekisliklarni relikt nurlanishda yuzaga keltirishi mumkin, bu esa kelajakdagi tajribalarda aniqlanishi ehtimol.