解释者:弦理论

弦乐理论于1988年进入公共舞台,当时播出了英国广播公司广播节目“绝​​望寻求超级弦乐”

由于良好的市场营销及其天生好奇的名称和特征,它现在已成为电视大爆炸理论,伍迪艾伦故事中提到的流行话语的一部分,并且无数科学纪录片但是什么是弦理论,为什么它会发现自己被争议所笼罩

今天我们以两种方式思考弦理论它被视为一切理论 - 也就是说,一种理论旨在描述单一理论方案中的所有四种自然力量这些力量是:电磁学和引力是大多数人所熟悉的核力量发生在亚原子水平,肉眼无法观察弦理论也被用来描述量子引力,这种理论结合了爱因斯坦的引力理论和量子理论的原理但弦理论开始时的生活更加温和,作为一种方式描述强相互作用的粒子称为强子强子现在被理解为由胶子连接的夸克组成,但弦理论认为它们是通过弦(能量管)连接的夸克

理解这种方式,弦理论在两个新的实验证据下屈服(导致加冕量子色动力学描述夸克和胶子的相互作用)和内部问题弦理论涉及太多粒子,包括一个所谓的自旋的无质量粒子2 - 自旋是粒子角动量的名称

碰巧,这正是引力子所具有的属性 - 粒子物理图像中引力的载体

世界这一发现意味着通过一些巧妙的品牌重塑(并重新调整弦的能量以匹配引力的强度),弦理论摆脱了它的历史,并重生为重力的量子理论所有其他粒子也存在问题因为原始弦理论能够捕捉到剩余的非引力,这就是弦理论如何将其当前的角色描述为所有四种力量:一切理论但它无法摆脱许多奇特的特征一个这样的特征比实际观察到的更多的时空维度的必要性在弦理论的“bosonic”版本中(即没有物质或费米子,有w)应该是21个维度 - 20个空间维度和一个时间维度在费米子的理论中,必须有九个空间维度和一个时间,十个维度都在一起问题是我们只感知四个维度:高度,宽度,深度(所有空间)和时间(时间)“超弦理论”中的“超级”是指对称性,称为超对称性,涉及玻色子和费米子有五种可能的理论涉及十维中的物质这以前被视为一个问题因为人们期望所有事物的理论都应该是独一无二的

六个看不见的维度(十个减去日常生活的四个维度)太小而不能被观察到,使用称为紧凑化的过程正是从这个过程中得到了极大的反应

弦乐理论中涉及的美妙(和极其困难的)数学词汇我们可以毫不费力地思考世界上每个事件的标记为四个数字或坐标(例如,x,y, z,t)一个弦理论世界增加了另外六个坐标,只有它们被折叠成一个半径与弦长相当的微小空间,所以我们看不到它们但是,根据弦理论,它们的效果可见间接地通过时空的弦线绕着那些皱巴巴的,蜷缩的方向缠绕的方式隐藏这六个维度的方法很多,产生了更多可能的弦乐世界(可能多达10500!)这就是弦理论如此争议的原因

似乎失去了所有的预测能力,因为我们无法在这种充实中孤立我们的世界如果科学理论不能做出预测,它有什么用呢

一种反应是说这些不同的理论并没有真正如此不同实际上有各种各样的确切关系称为连接它们的二元性

基于这些二元性的最新发展包括一种具有更高维度的新型物体 - 所谓的Dp-branes这些也可以围绕紧凑的尺寸来产生潜在的可观察效果 最重要的是,它们还可以为字符串的端点提供界限只是为了使事情复杂化,一种新的理论被发现,这次是11维度:11维超重力 - 它在数学上也是非常漂亮的弦理论家喜欢的说这六种理论是更深层次基础理论的方面(特殊限制),称为M-理论,这样,独特性得以恢复或者它是什么

我们仍然拥有10500解决方案或世界的幽灵

我们最大的希望是拥有像我们自己的世界一样的解决方案的数量(具有四个可见维度,各种类型的粒子与特定优势相互作用,有意识的观察者等等)尽可能小到能够提取可测试的预测到目前为止,使我们的世界脱离理论的唯一真正方法是使用多元宇宙(一个具有不同物理属性的现实解释的弦理论世界的集合)与人道主义原则(这些世界中只有一部分具有支持人类的能力)毋庸置疑,对弦理论的批评者来说,这并不容易

但弦理论在物理学的其他领域取得了长足的进步特别是在等离子体和超导体的物理学中,这种成功是否可以在其适当的领域(基础物理学)中重复,还有待观察

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