Teoria generală a relativității și fizica cuantică abordează diferit modul de a privi felul în care își desfășoară activitatea Universul. Mulți fizicieni cred că trebuie să existe o metodă care să le unească pe cele două. Un candidat la o asemenea teorie universală este teoria stringurilor sau, pe românește, teoria corzilor.
Un string, nicio particulă
Copiii din școala elementară învață despre protoni, neutroni și electroni, particule subatomice de bază care compun materia așa cum o știm. Oamenii de știință au studiat modul în care se mișcă aceste particule și felul în care interacționează una cu cealaltă, însă procesul a ridicat o serie de conflicte. Conform teoriei stringurilor, aceste particule subatomice nu există. În schimb, au fost înlocuite cu niște particule minuscule de stringuri vibrante mult prea mici și imposibil de observat de instrumentele științei de astăzi. Fiecare string poate fi închis într-o buclă, sau deschis. Vibrațiile din string corespund cu fiecare dintre particule și le determină acestora mărimea și masa.
Cum înlocuiesc stringurile particulele punctiforme? La nivel subatomic, există o relație între frecvența la care ceva vibrează și energia sa. În același timp, așa cum ne arată și faimoasa ecuație a lui Einstein ( E = mc2 ), există o relație între energie și masă. Prin urmare, există o relație între frecvența de vibrație a unui obiect și masa sa. O astfel de relație este esențială pentru teoria stringurilor.
Limitarea dimensiunilor din univers
Teoria relativității a lui Einstein a deschis universul la o multitudine de dimensiuni, deoarece nu există nici o limită la capacitatea de co-existare. Relativitatea funcționează la fel de bine și în patru dimensiuni și în patruzeci. Dar teoria stringurilor funcționează doar în zece sau unsprezece dimensiuni. În cazul în care oamenii de știință pot dovedi și justifica teoria corzilor, ei vor fi limitat numărul de dimensiuni care ar putea exista în univers.
Noi experimentăm doar patru dimensiuni. Atunci, unde sunt celelalte dimensiuni prezise de teoria corzilor? Oamenii de știință au teoretizat că acestea sunt spiralate într-un spațiu compact. În cazul în care spațiul este minuscul, raportat la dimensiunea stringurilor (de ordinul a 10-33 de centimetri), atunci este imposibil de detectat. Pe de altă parte, dimensiunile suplimentare ar putea fi, teoretic, mult prea mari pentru a putea fi măsurate; cele patru dimensiuni ar putea fi extrem de mici și ghemuite în interiorul acestor dimensiuni mai mari.
Căutarea dovezilor
În 1996, fizicienii Andrew Strominger, atunci la Institutul de Fizică Teoretică din Santa Barbara și Cumrun Vafa la Harvard, au simulat o gaură neagră cu o cantitate excesivă de dezordine, sau entropie. O astfel de gaură neagră a fost simulată și cu două decenii mai devreme de fizicienii Jacob Bekenstein și Stephen Hawking. La momentul respectiv, nimeni nu și-a dat seama de ce o gaură neagră ar putea găzdui atât de multă entropie.
Teoretica gaură neagră creată de Strominger și Vafa nu a fost creată ca o gaură neagră convențională precum cea văzută în centrul galaxiilor, cum ar fi Calea Lactee. În schimb, s-au bazat pe teoria corzilor pentru a o simula, făcând legătură între teoria complexă și forța fundamentală a gravitației care antrenează găurile negre. Bazându-se pe teoria stringurilor în loc de cea a particulelor convenționale, au conferit mai multă credibilitate potențialei teorii unificatoare.
Indiferent dacă teoria stringurilor este teoria „supremă” sau teoria totului, ea este necunoscută. Este însă un puternic candidat pentru explicarea tainicei activități a universului.
Autor: Nola Taylor Redd, SPACE.com Contributor
Sursa: SPACE.COM
