Cosa sono i superstrings?

SuperStrings, o teoria della superstring, è un campo entusiasmante della fisica a volte chiamato La teoria di tutto .Si ritiene che da molti siano la spiegazione unificante sfuggente che Einstein ha cercato che poteva spiegare tutte le forze conosciute nell'universo.

Fino a quando non sono arrivati i superstrings, gli scienziati avevano due teorie opposte su come si comportavano le leggi della natura: la teoria generale della relatività di Einsteins eMeccanica quantistica.

La relatività generale spiega il mondo come lo conosciamo su una scala piuttosto enorme.Descrive lo spaziotempo come un tessuto deformato dalla contabilità di massa per sistemi orbitali, galassie e forza di gravità.Ma queste leggi si rompono a livello quantico in cui una particella subatomica non può essere misurata in termini di posizione esatta nello spazio in un determinato momento.È anche probabile che si spostasse all'indietro nel tempo quanto è andare avanti e può anche sembrare in due posti contemporaneamente.Il mondo degli infinitamente piccoli è così bizzarro, gli scienziati hanno coniato il termine stranezza quantistica per descriverlo.

Il problema per i fisici era quello di elaborare una teoria che avrebbe unito il mondo che conosciamo con il mondo quantico.Una spiegazione per spiegare tutte e quattro le forze conosciute: gravità, forze nucleari forti e deboli e elettromagnetismo.SuperStrings potrebbe essere quella risposta.

Attraverso equazioni matematiche è diventato ovvio che il modo in cui avevamo precedentemente pensato alle particelle come punti o piccole palline di energia era inaccurato.Questi piccoli frammenti di materia si sono comportati in realtà più come stringhe oscillanti e vibranti .Le stringhe sono così piccole che Brian Greene, un fisico e sostenitore, spiega che se un singolo atomo avesse le dimensioni del nostro sistema solare, una stringa sarebbe solo le dimensioni di un albero.Tuttavia le stringhe costituiscono tutta la materia dal livello quantico.Ma per liberare la teoria delle anomalie matematiche, erano necessarie sei dimensioni extra.Le sei dimensioni extra si formano piccole forme 6-D raggomitolate in ogni punto del nostro spazio.All'interno di queste forme 6-D ci sono le stringhe della teoria della superstring.Le sei dimensioni extra, più le nostre tre, significavano che c'erano davvero 9 dimensioni.Aggiungi un altro per Time

e il totale era di 10 dimensioni.Per quanto sorprendente fosse, non era la fine. Nel 1995 le diverse teorie dei superstrings presentavano un enigma fino a quando la teoria m-m

li unì.L'unica cattura?La teoria M richiedeva matematicamente un'undicesima dimensione.Ciò ha presentato una nuova immagine di stringhe in base alla quale, data abbastanza energia, una corda potrebbe allungarsi per diventare una membrana galleggiante estremamente grande, chiamata Brane in breve.Le brani possono avere proprietà dimensionali diverse e crescere grandi come un universo.In effetti, secondo la teoria, il nostro intero universo esiste su una brane galleggiante - solo una delle numerose gelatine galleggianti che supportano ciascuno il proprio universo parallelo.Ogni brane rappresenta una fetta di uno spazio dimensionale superiore o

. Sebbene il modello standard degli anni '70 abbia già unito tre delle quattro forze in una teoria unificata, la gravità non poteva essere riconciliata con le tre forze quantistiche.Ma una svolta in SuperStrings comprendeva la forza sfuggente della gravità, sussurrando il Santo Graal della Fisica.Se una particella ipotetica senza massa responsabile della trasmissione della gravità - il graviton - esiste a livello quantico come una stringa chiusa , questo presenterebbe un collegamento gravitazionale diretto alla teoria dei superstering.

La teoria può essere le stringheaperto o chiuso.Le corde aperte o le corde che assomigliano a piccoli peli che oscillano hanno almeno un endpoint attaccato alla membrana come un'auto per carrello sono collegati da un cavo superiore a una linea elettrica.Le stringhe possono muoversi attraverso la brane ma non possono lasciarla, spiegando perché CLe formiche si vedono fisicamente o raggiungono la nostra dimensione.Gli atomi che compongono i nostri corpi sono composti da stringhe aperte che hanno attaccato gli endpoint alla nostra membrana 3D.Un altro modo per guardarlo è considerare uno schermo cinematografico.Le persone su uno schermo sembrano essere tridimensionali, ma non possono effettivamente raggiungere lo schermo nel nostro mondo 3D.Sono bloccati nel loro mondo 2-D, proprio come siamo bloccati nel nostro mondo 3D e non possiamo raggiungere le dimensioni vicine.Gli scienziati si riferiscono a questo come gradi di libertà .

ma il graviton è diverso.Come stringa chiusa o anello senza endpoint collegati, è stato teorizzato che potrebbe essere in grado di sfuggire alla nostra brane 3-D e filtrare in altre dimensioni.Questo spiegherebbe perché la gravità è molte volte più debole delle altre forze.

Tuttavia, cosa succede se l'inverso fosse vero?E se gravità su una brane parallela è forte come le altre forze, ma è più debole qui perché è solo perde nella nostra dimensione?Matematicamente, la teoria dei superstrings ha funzionato di nuovo magnificamente e alla fine ha espresso una spiegazione plausibile per la debolezza della gravità mentre si univa con le altre tre forze.

Rimasa solo un ostacolo: la teoria unificante dovrebbe anche essere in grado di spiegare la grande grandeScoppio.Quattro fisici che viaggiano insieme su un treno hanno affrontato casualmente questo argomento.Uno di loro ha posto la domanda,

Cosa succederebbe se due brani si scontrassero? La plausibile risposta matematica si è rivelata il Big Bang.

i detrattori della teoria dei supersterings indicato alla mancanza di prove e alla difficoltà nel fornirlo.È solo un bellissimo costrutto matematico?Una filosofia?O una vera spiegazione del nostro mondo?Nessun'altra teoria si è avvicinata all'unificazione matematicamente di tutte e quattro le forze, tanto meno fornendo una spiegazione per il Big Bang.Ma dimostrando che esistono altre dimensioni - fruttive galleggianti e universi paralleli - è stato un punto critico importante. Tuttavia, i credenti dell'elegante teoria sono ansiosi di vederlo dimostrato, e da allora gli scienziati hanno scoperto che potrebbero esserci una prova osservabile distringhe astronomicamente grandi.Pertanto, la teoria dei superstrings continua a guadagnare terreno.Alla fine, in caso di successo, da 11 dimensioni agli universi paralleli, dalle vorticose galassie alla zuppa quantistica, i superstrings potrebbero essere davvero la teoria di tutto .