Teorija strun je poskus združitve dveh stebrov fizike 20. stoletja - kvantne mehanike in teorije relativnosti Alberta Einsteina - s splošnim okvirom, ki lahko razloži vso fizično resničnost. To poskuša storiti s tem, da so delci dejansko enodimenzionalni, struni podobni entiteti, katerih vibracije določajo lastnosti delcev, kot sta njihova masa in naboj.
Ta protitintuitivna ideja je bila prvič razvita v šestdesetih in sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, ko so strune uporabile za modeliranje podatkov, ki prihajajo iz subatomskih trkalcev v Evropi, navaja spletno mesto o teoriji strun, ki sta ga ustvarila Univerza v Oxfordu in British Royal Society. Strune so dale eleganten matematični način opisovanja močne sile, ene od štirih temeljnih sil v vesolju, ki združuje atomska jedra.
Tema je ostala obrobna dolga leta, vse do "revolucije teorije strunov" leta 1984, ko sta teoretika Michael Green in John Schwarz pripravila enačbe, ki so pokazale, kako se strune izogibajo določenim neskladjem, ki so zajedale modele, ki so delce opisali kot točkovne predmete, navaja Univerza dr. Cambridge.
Toda to prvo cvetenje je pustilo raziskovalcem pet različnih teorij, ki so razložile, kako so enodimenzionalni nizi nihali v 10-dimenzionalni resničnosti. Do druge revolucije je prišlo leta 1995, ko so fiziki pokazali, da so vse te različne ideje povezane in jih je mogoče kombinirati z drugo teorijo, imenovano supergravitacija, ki deluje v 11 dimenzijah. Ta pristop je ustvaril trenutno utelešenje teorije strun.
Razplet skrivnosti
Teorija strun je ena od predlaganih metod za izdelavo teorije o vsem, model, ki opisuje vse znane delce in sile in ki bi nadomestil standardni model fizike, ki lahko razloži vse, razen gravitacije. Mnogi znanstveniki verjamejo v teorijo vrvic zaradi njene matematične lepote. Enačbe teorije strun so opisane kot elegantne, njeni opisi fizičnega sveta pa veljajo za izjemno zadovoljive.
Teorija razlaga gravitacijo s posebno vibracijsko vrvico, katere lastnosti ustrezajo lastnosti hipotetičnega gravitona, kvantnega mehanskega delca, ki bi nosil gravitacijsko silo. Da bi teorija bizarno potrebovala 11 razsežnosti - namesto treh vesolja in ene, ki jo običajno doživljamo - ni odvrnila fizikov, ki to zagovarjajo. Preprosto so opisali, kako se vse izredne dimenzije zvijajo v izjemno majhnem prostoru, v vrstnem redu 10–33 centimetrov, kar je dovolj majhno, da jih običajno ne moremo zaznati, poroča NASA.
Raziskovalci so uporabili teorijo strun, da bi poskušali odgovoriti na temeljna vprašanja o vesolju, na primer, kaj se dogaja znotraj črne luknje, ali da simulirajo kozmične procese, kot je Veliki prasak. Nekateri znanstveniki so skušali celo uporabiti teorijo vrvic, da bi se lotili temne energije, skrivnostne sile, ki pospešuje širitev prostora in časa.
Neskončno zasledovanje
Toda teorija strun je v zadnjem času pod večjim nadzorom. Večina njegovih napovedi je s sedanjo tehnologijo neustavljiva in mnogi raziskovalci so se spraševali, ali se spuščajo v neskončno zajec. Leta 2011 so se fiziki zbrali v Ameriškem prirodoslovnem muzeju na 11. letni spominski razpravi Isaaca Asimova, da bi razpravljali o tem, ali se je smiselno obrniti na teorijo strunov kot izvedljiv opis realnosti.
"Ali preganjate duha ali je vaša zbirka preveč neumna, da bi to ugotovili?" dražil Neil deGrasse Tyson, direktor muzejskega planetarja Hayden, ki je poudaril, da je bil napredek v teoriji strun v prejšnjih letih neenoten.
Najnovejši izzivi teoriji strun izvirajo iz samega okvira, ki napoveduje obstoj potencialno ogromnega števila edinstvenih vesoljev, kar 10 ^ 500 (to je številka 1, ki ji sledi 500 ničel). Zdi se, da ta multiverzalna pokrajina ponuja dovolj možnosti, da bi, če bi jih raziskovalci raziskali, naleteli na takšno, ki ustreza naši različici resničnosti. Toda leta 2018 je vpliven članek namigoval, da niti en od teh nešteto hipotetičnih univerzumov ni izgledal kot naš kozmos; konkretno, vsakemu je manjkal opis temne energije, kot jo trenutno razumemo.
"String teoretiki predlagajo na videz neskončno količino matematičnih konstrukcij, ki nimajo znanega razmerja do opazovanja," je pred Live Science povedala Sabine Hossenfelder, fizičarka iz Frankfurtskega inštituta za napredne študije v Nemčiji, ki je bila kritična do teorije strun.
Drugi raziskovalci trdijo, da bo teorija strun nekega dne pokazala rezultate. Če je pisal v reviji Physics Today, je fizik Gordon Kane z univerze v Michiganu predlagal, da bi Veliki hadronski trkalnik s skorajšnjo nadgradnjo lahko pokazal teorije strun v bližnji prihodnosti. Končna usoda teorije pa še ni znana.
