Apa itu Superstring?

Superstring, atau teori superstring, adalah bidang fisika yang menarik yang kadang -kadang disebut teori segalanya .Mekanika kuantum.

Relativitas umum menjelaskan dunia seperti yang kita ketahui dalam skala yang agak masif.Ini menggambarkan ruangwaktu sebagai kain yang bengkok oleh akuntansi massal untuk sistem orbital, galaksi dan gaya gravitasi.Tetapi undang -undang ini rusak pada tingkat kuantum di mana partikel subatomik tidak dapat diukur dalam hal posisi yang tepat di ruang pada waktu tertentu.Ini juga kemungkinan besar akan bergerak mundur dalam waktu seperti halnya untuk bergerak maju, dan bahkan dapat tampak berada di dua tempat secara bersamaan.Dunia yang sangat kecil sangat aneh, para ilmuwan menciptakan istilah keanehan kuantum untuk menggambarkannya.

Masalah bagi fisikawan adalah menghasilkan teori yang akan menyatukan dunia yang kita ketahui dengan dunia kuantum.Satu penjelasan untuk menjelaskan keempat kekuatan yang diketahui: gravitasi, kekuatan nuklir yang kuat dan lemah, dan elektromagnetisme.Superstring mungkin jawaban itu.

melalui persamaan matematika, menjadi jelas bahwa cara kita sebelumnya menganggap partikel sebagai titik atau bola energi kecil tidak akurat.Potongan kecil materi ini sebenarnya berperilaku lebih seperti goyangan, getaran

string

.String sangat kecil sehingga Brian Greene, seorang fisikawan dan pendukung, menjelaskan bahwa jika satu atom adalah ukuran tata surya kita, tali hanya akan menjadi ukuran pohon.Namun string membentuk semua materi dari level kuantum ke atas. Cara string bergetar menentukan sifat spesifik dari setiap partikel, menyamakan alam semesta dengan simfoni kosmik superstring.Tetapi untuk menyingkirkan teori anomali matematika, enam dimensi ekstra diperlukan.Enam dimensi ekstra membentuk bentuk kecil, melengkung 6-D di setiap titik dalam ruang kami.Di dalam bentuk 6-D ini adalah string teori superstring.Enam dimensi ekstra, ditambah tiga kami, berarti sebenarnya ada 9 dimensi.Tambahkan satu lagi untuk

waktu

, dan totalnya adalah 10 dimensi.Sama mengejutkannya, itu bukan akhir. Pada tahun 1995 teori-teori superstring yang berbeda menghadirkan teka-teki sampai teori

M

menyatukannya.Satu -satunya tangkapan?M-teori secara matematis membutuhkan dimensi ke-11.Ini menyajikan gambaran baru string di mana, diberi energi yang cukup, sebuah tali dapat meregangkan untuk menjadi membran mengambang yang sangat besar, yang disebut brane singkatnya.Bintang dapat memiliki sifat dimensi yang berbeda dan tumbuh sebesar alam semesta.Faktanya, menurut teori, seluruh alam semesta kita ada di Brane yang mengambang - hanya satu dari beberapa dedak mengambang yang masing -masing mendukung alam semesta paralel mereka sendiri.Setiap Brane mewakili satu irisan ruang dimensi yang lebih tinggi atau curah . Meskipun

model standar

tahun 1970 -an yang sudah menyatukan tiga dari empat kekuatan dalam teori terpadu, gravitasi tidak dapat direkonsiliasi dengan tiga kekuatan kuantum.Tetapi terobosan di superstrings mencakup kekuatan gravitasi yang sulit dipahami, berbisik dari cawan suci fisika.Jika partikel hipotetis tanpa massa yang bertanggung jawab untuk mentransmisikan gravitasi - graviton - ada pada tingkat kuantum sebagai string tertutup , ini akan menyajikan tautan gravitasi langsung ke teori superstring. Teori memprediksi string dapatterbuka atau tertutup.String terbuka, atau string yang menyerupai rambut goyah kecil memiliki setidaknya satu titik akhir yang melekat pada membran seperti mobil troli terpasang oleh kabel atas ke saluran listrik.String dapat bergerak melalui brane tetapi tidak bisa meninggalkannya, menjelaskan mengapa kita cAnt secara fisik melihat, atau menjangkau dimensi kita.Atom-atom yang membentuk tubuh kita terdiri dari string terbuka yang memiliki titik akhir yang melekat pada membran 3-D kita.Cara lain untuk melihatnya adalah dengan mempertimbangkan layar film.Orang-orang di layar tampaknya tiga dimensi, tetapi mereka tidak dapat benar-benar menjangkau layar ke dunia 3-D kita.Mereka terjebak di dunia 2-D mereka, sama seperti kita terjebak di dunia 3-D kita dan tidak dapat menjangkau dimensi tetangga.Para ilmuwan menyebut ini sebagai derajat kebebasan .

tetapi graviton berbeda.Sebagai string atau loop tertutup tanpa titik akhir yang terpasang, ia diteori bahwa ia mungkin dapat melarikan diri dari 3-D kami dan meresap ke dalam dimensi lain.Ini akan menjelaskan mengapa gravitasi berkali -kali lebih lemah dari kekuatan lain.

Namun, bagaimana jika terbalik benar?Bagaimana jika gravitasi pada brane paralel sama kuatnya dengan kekuatan lain, tetapi lebih lemah di sini karena hanya bocor ke dimensi kita?Secara matematis, teori superstring kembali bekerja dengan indah dan akhirnya mengajukan penjelasan yang masuk akal untuk kelemahan gravitasi sambil menyatukannya dengan tiga kekuatan lainnya.

Hanya ada satu rintangan yang tersisa: teori pemersatu juga harus dapat menjelaskan yang besarBang.Empat fisikawan yang bepergian bersama dengan kereta api dengan santai menangani subjek ini.Salah satu dari mereka mengajukan pertanyaan, Apa yang akan terjadi jika dua dedak bertabrakan? Jawaban matematika yang masuk akal ternyata adalah Big Bang.

pencela teori superstring menunjukkan kurangnya bukti dan kesulitan dalam menyediakannya.Apakah ini hanya konstruksi matematika yang indah?Filosofi?Atau penjelasan sejati dunia kita?Tidak ada teori lain yang mendekati secara matematis menyatukan keempat kekuatan, apalagi memberikan penjelasan untuk Big Bang.Tetapi membuktikan bahwa dimensi lain ada - dedak mengambang dan alam semesta paralel - telah menjadi titik lengket utama.

Namun demikian, orang -orang percaya dari teori yang elegan sangat ingin melihatnya terbukti, dan para ilmuwan sejak itu menemukan bahwa mungkin ada bukti yang dapat diamati dariString besar secara astronomis.Dengan demikian, teori superstring terus mendapatkan tanah.Pada akhirnya, jika berhasil, dari 11 dimensi ke alam semesta paralel, dari galaksi yang berputar hingga sup kuantum, superstring mungkin benar -benar teori segalanya .