Teoria coardelor

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
(Redirecționat de la Teoria corzilor)
Salt la: Navigare, căutare
Spațiul Calabi-Yau - O reprezentare grafică ipotetică a aranjării extradimensiunilor

Teoria corzilor este un concept ipotetic din fizică. Termenul provine din denumirea engleză "String Theory", care ar însemna „Teoria corzilor”. Deoarece un element esențial în construcția modelului fizic este supersimetria, de multe ori Teoria corzilor este redenumită Teoria supercorzilor, dar în esență ambele denumiri semnifică același lucru.

Cu fiecare concluzie fizicienii s-au apropiat tot mai mult de momentul creării "teoriei tuturor lucrurilor", teorie care încearcă să explice existența întregului univers, în mic și mare. Albert Einstein a lăsat această căutare succesorilor săi, ea fiind de fapt miezul cercetărilor tuturor fizicienilor. Anii 1980 aduc o schimbare radicală, așa cum afirmă Burt Ovrut, profesor la Universitatea Statului Pennsylvania din University Park, Pennsylvania, USA: „Încă de când a luat naștere fizica s-a crezut că materia este făcută din particule. Acum ne-am schimbat acest punct de vedere. Acum credem că materia este făcută din corzi mici.” Așa a apărut teoria stringurilor, care spune că particulele sunt de fapt corzi mici invizibile, din care emană materia precum muzica din corzi: „Dacă o ciupești (coarda) într-un anumit fel, obții o frecvență anume, dar dacă o ciupești în alt fel, poți obține mai multe frecvențe, așa ai note diferite.”(Burt Ovrut). Michio Kaku, profesor la City University din orașul New York, spune că „universul este o simfonie, iar legile fizicii sunt armonii ale unei super-corzi.”

  • Până în prezent sunt cunoscute cinci modele viabile care nu au anomalii și care sunt compatibile cu un spațiu fizic cu zece dimensiuni, una temporală și nouă spațiale. Se crede că aceste cinci teorii nu reprezintă altceva decât diverse manifestări ale Teoriei M (M-theory).
  • În teoria corzilor particulele elementare sunt alcătuite din stringuri (corzi sau sfori) aflate sub excitație. Stringurile trebuie să fie întinse sub tensiune, pentru a deveni excitate, dar aceste stringuri nu sunt prinse de un suport, ele plutesc în continuum-ul spațiu-timp. Tensiunea stringurilor este dată de cantitatea 1/(2 \pi \alpha '), unde \alpha ' este egal cu pătratul lungimii stringurilor. Dacă teoria corzilor este o teoria a gravității cuantice, atunci mărimea medie a unui string trebuie să fie aproximativă cu lungimea Planck, care este egală cu aproximativ 10−33 cm.
  • Stringurile pot fi închise (sunt ca o bucată de sfoară sub formă de cerc) sau deschise (ca o bucată de sfoară), cele deschise se pot închide și ele devenind închise. Aceste stringuri interacționează unele cu altele în spațiu și timp rezultând particule elementare. Diferitele forme de interacțiune dintre stringuri dau proprietățile fizice ale particulei.
  • Pentru introducerea fermionilor in această teorie trebuie să existe o simetrie speciala numită supersimetria. Supersimetria înseamnă că oricărui boson îi corespunde un fermion. Supersimetria este o simetrie, care leagă particulele elementare de un spin de alte particule care au spinul diferit cu 1/2, aceste particule fiind cunoscute drept superparteneri. Pentru fiecare tip de bozoni există un fermion specific) facând o legătură între bosoni și fermioni. Din păcate, această supersimetrie (cuplu boson-fermion) nu a fost observată în experimente efectuate în acceleratoare de particule (acceleratoare de particule: acceleratoare liniare, ciclotron, betatron).
  • Diferitele universuri din cadrul multiversului sunt uneori numite universuri paralele sau universuri alternative.

Universul nostru este format din 4 dimensiuni: înălțime, lungime, lățime și timp. Restul, până la 11 nu pot fi percepute, 6 fiind înfășurate, iar una le conține pe celelalte 10. Universul nostru se află pe o membrană infinită în lungime, dar foarte îngustă. Se presupune că atingerea dintre membrana ce conține universul nostru și cea a unui univers paralel a dus la Big Bang.

Singularitate cosmica[modificare | modificare sursă]

Pentru ca "teoria stringurilor" să devină "teoria tuturor lucrurilor existente în univers", ea trebuia să explice nașterea universului, adică momentul la care s-a produs Big Bangul. Timp de zece ani fizicienii au cercetat posibilitatea celor două teorii de a se explica una pe alta, de a se completa. Rezultatele însă au fost dezastruoase, iar curând teoriile au fost aproape de autodistrugere reciprocă. Cercetătorii Big Bangului au ajuns prin extrapolare din ce în ce mai aproape de momentul crucial: mai întâi mai aproape cu un miliard de ani, apoi la momentul formării primilor atomi, apoi când universul avea numai câteva sute de mii de ani, și până la urmă la momentul când universul număra doar câteva secunde de existență. Aici fizicienii s-au confruntat cu o dificultate majoră: „Problema fundamentală a cosmologiei este că legile fizicii, așa cum sunt ele cunoscute, sunt anulate în momentul Big Bangului. Unii spun, ce e rău în asta, ce e rău dacă legile fizice se prăbușesc? Totuși, pentru un fizician aceasta este un dezastru. Toată viața ne-am dedicat faptului că universul se supune unor legi cunoscute, legi care pot fi transcrise în limbajul matematicii, dar aici avem miezul universului însuși, o piesă care însă lipsește și care transcende legile fizice.” (cf. Michio Kaku). Momentul Big Bangului mai este cunoscut și sub numele de singularitate cosmică („cosmic singularity”), adică locul unde ecuațiile își pierd sensul.

Cinci teorii ale corzilor[modificare | modificare sursă]

Nici teoria corzilor nu a avut o soartă mai bună: din ce în ce mai mulți cercetători lucrau la ea, dar se întâmpla un lucru curios. Fizicienii au găsit o a doua versiune la teoria inițială, apoi a treia și în curând aveau să vorbească chiar despre cinci teorii diferite ale corzilor. A devenit limpede că nu acestea erau mult-căutata "teorie a tuturor lucrurilor", și că nu aveau să dea nici o soluție problemelor nerezolvate. Chiar când comunitatea oamenilor de știință se pregătea să dea uitării teoria corzilor cu tot cu cele cinci versiuni ale ei, a apărut o altă idee: super-gravitația („super gravity”), noțiune impusă discuțiilor de către Michael Duff, profesor la Universitatea din Michigan, Ohio, SUA.

Universuri multiple[modificare | modificare sursă]

Cea mai recentă noțiune introdusă de cercetători este cea a universului multiplu - în engleză: „multiverse” ("multivers"). Acesta „ar putea conține un număr infinit de universuri, fiecare cu legi diferite ale fizicii. Probabil că în fiecare moment au loc Big Banguri. Universul nostru coexistă cu alte membrane, alte universuri care sunt de asemenea în expansiune. S-ar putea ca universul nostru să nu fie decât un balon plutind într-un ocean de alte baloane.” (cf. Michio Kaku).

Fizicienii mai fac încă un pas înainte și își propun să creeze un univers nou în laborator. Alan Guth presupune că momentul în care vom crea universuri în pivnița casei nu este chiar atât de departe și de neconceput, iar procesul nu ar pune în pericol propriul univers în care trăim.

Vezi și[modificare | modificare sursă]

Legături externe[modificare | modificare sursă]