Живот

Историја и својства М-теорије

Историја и својства М-теорије

М-теорија је назив за обједињену верзију теорије струна, коју је 1995. предложио физичар Едвард Виттен. У тренутку предлога постојало је 5 варијација теорије струна, али Виттен је изнео идеју да је свака манифестација једне основне теорије.

Виттен и други идентификовали су неколико облика дуалности између теорија које би, заједно с одређеним претпоставкама о природи универзума, могле да омогуће свима да буду једна теорија: М-теорија. Једна од главних компоненти М-теорије је та што је захтевала додавање још једне димензије на врх већ бројних додатних димензија теорије струна како би се односи између теорија могли разрадити.

Друга револуција теорије револуције

У 1980-им и раним 1990-има, теорија струна досегла је проблем због обиља богатства. Примјењујући суперсиметрију на теорију струна, у комбинованој теорији суперстринга, физичари (укључујући и самог Виттен-а) су истражили могуће структуре ових теорија, а резултирајући рад показао је 5 различитих верзија теорије суперстринга. Истраживање је даље показало да можете користити одређене облике математичких трансформација, зване С-дуалност и Т-дуалност, између различитих верзија теорије струна. Физичари су били у губитку

На физичкој конференцији о теорији струна, одржаној на Универзитету Јужна Калифорнија у пролеће 1995. године, Едвард Виттен је предложио своју претпоставку да се ови дуалитети схвате озбиљно. Шта ако је, сугерисао је, физичко значење ових теорија да су различити приступи теорији струка били различити начини математичког изражавања исте основне теорије. Иако није имао детаљне детаље те основне теорије пресликане, предложио је име за то, М-Тхеори.

Део идеје у срцу саме теорије струна је да се четири димензије (3 димензије простора и једна временска димензија) нашег посматраног универзума могу објаснити размишљањем о универзуму као да има 10 димензија, али потом "сабијањем" 6 оних димензије до суб-микроскопске скале која се никада не примећује. Заиста, сам Виттен био је један од људи који су развили ову методу још почетком 80-их година! Сада је предложио да се исто уради, претпостављајући додатне димензије које би омогућиле трансформације између различитих варијација 10-димензионалне теорије струна.

Одушевљење истраживањем које је проистекло из тог састанка и покушај извлачења својстава М-теорије покренули су еру коју су неки назвали "револуцијом теорије другог низа" или "другом суперстринг револуцијом".

Својства М-теорије

Иако физичари још увек нису открили тајне М-теорије, идентификовали су неколико својстава која би та теорија имала ако се покаже да је Виттенова претпоставка тачна:

  • 11 димензија просторног времена (ове додатне димензије не треба бркати са идејом у физици о мултиверзуму паралелних свемира)
  • садржи жице и заграде (изворно назване мембране)
  • методе употребе компактификације да објасне како се додатне димензије смањују на четири просторно-временске димензије које посматрамо
  • дуалности и идентификације унутар теорије које му омогућавају да се сведе на посебне случајеве познатих теорија струна и, на крају, на физику коју посматрамо у нашем универзуму

Шта значи "М"?

Нејасно је за шта би М у М-теорији требало да стоји, мада је вероватно да је она првобитно била "Мембрана", јер је за њих недавно откривено да је кључни елемент теорије струна. Сам Виттен био је загонетан на ту тему, рекавши да значење М може бити изабрано за укус. Могућности укључују мембрану, мајстора, магију, мистерију и тако даље. Група физичара, на челу са Леонардом Сусскиндом, развила је теорију матрице за коју верују да би евентуално могла да одабере М ако се икад покаже да је тачна.

Да ли је М-теорија тачна?

М-теорија, као и иначице теорије струна, има проблем што тренутно не даје реална предвиђања која се могу тестирати у покушају да се теорија потврди или оповргне. Многи теоријски физичари настављају да истражују ово подручје, али када имате више од две деценије истраживања без солидних резултата, ентузијазам несумњиво мало опада. Нема доказа, међутим, да чврсти аргументи тврде да је и Виттенова претпоставка М-теорије лажна. То може бити случај у којем је пропуст у оспоравању теорије, попут показивања да је она интерно контрадикторна или на неки начин недоследна, најбоље чему се физичари тренутно могу надати.