Teoria șirurilor este o încercare de a uni cei doi piloni ai fizicii secolului XX - mecanica cuantică și teoria relativității lui Albert Einstein - cu un cadru general care poate explica toată realitatea fizică. Încearcă să facă acest lucru prin faptul că particulele sunt de fapt entități unidimensionale, de tip șir, ale căror vibrații determină proprietățile particulelor, cum ar fi masa și sarcina lor.
Această idee contraintuativă a fost dezvoltată pentru prima dată în anii ’60 -’70, când șirurile au fost folosite pentru modelarea datelor care provin din colizorii subatomici din Europa, potrivit unui site web despre teoria șirurilor create de Universitatea din Oxford și Societatea Regală Britanică. Șirurile au oferit un mod matematic elegant de a descrie forța puternică, una dintre cele patru forțe fundamentale din univers, care ține împreună nucleele atomice.
Subiectul a rămas marginal timp de mai mulți ani, până la „revoluția teoriei șirurilor” din 1984, când teoreticienii Michael Green și John Schwarz au produs ecuații care au arătat cum șirurile au evitat anumite inconsistențe care plonjează modele care descriau particulele drept obiecte punctuale, potrivit Universității din Cambridge.
Dar această primă înflorire a lăsat cercetătorii cu cinci teorii diferite care explică modul în care șirurile unidimensionale au oscilat într-o realitate de 10 dimensiuni. O a doua revoluție a avut loc în 1995, când fizicienii au arătat că aceste idei diferite erau toate legate și ar putea fi combinate cu o altă teorie numită supergravitate, care a funcționat în 11 dimensiuni. Această abordare a generat actuala încarnare a teoriei de coarde.
Dezvăluind mistere
Teoria șirurilor este una dintre metodele propuse pentru producerea unei teorii a tuturor, un model care descrie toate particulele și forțele cunoscute și care ar înlocui Modelul standard al fizicii, care poate explica totul, cu excepția gravitației. Mulți oameni de știință cred în teoria coardelor datorită frumuseții sale matematice. Ecuațiile teoriei șirurilor sunt descrise drept elegante, iar descrierile ei despre lumea fizică sunt considerate extrem de satisfăcătoare.
Teoria explică gravitația printr-un șir vibrator particular ale cărui proprietăți corespund cu cele ale gravitonului ipotetic, o particulă mecanică cuantică care ar purta forța gravitațională. Că teoria în mod bizar necesită 11 dimensiuni pentru a funcționa - mai degrabă decât cele trei ale spațiului și una dintre cele pe care le experimentăm în mod normal - nu a descurajat fizicienii care o susțin. Au descris pur și simplu modul în care dimensiunile suplimentare sunt curbate într-un spațiu extrem de mic, de ordinul 10 ^ -33 centimetri, ceea ce este suficient de mic încât în mod normal nu le putem detecta, potrivit NASA.
Cercetătorii au folosit teoria șirurilor pentru a încerca să răspundă la întrebări fundamentale despre univers, cum ar fi ceea ce se întâmplă în interiorul unei găuri negre sau pentru a simula procese cosmice precum Big Bang. Unii oameni de știință au încercat chiar să folosească teoria șirurilor pentru a obține un control asupra energiei întunecate, forța misterioasă accelerând expansiunea spațiului și a timpului.
O urmărire fără sfârșit
Dar teoria corzilor a făcut în ultima vreme un control mai mare. Cele mai multe dintre predicțiile sale sunt testabile cu tehnologia actuală, iar mulți cercetători s-au întrebat dacă vor coborî o gaură de iepure care nu se termină niciodată. În 2011, fizicienii s-au reunit la Muzeul American de Istorie Naturală pentru a 11-a dezbatere anuală memorială Isaac Asimov, pentru a discuta dacă avea sens să se apeleze la teoria coardelor ca o descriere viabilă a realității.
"Urmărești o fantomă sau colecția dintre tine este prea prost pentru a-ți da seama?" l-a tachinat pe Neil deGrasse Tyson, directorul Planetarului Hayden al muzeului, care a subliniat că progresul în teoria coardelor a fost necompletat în anii precedenți.
Cele mai recente provocări ale teoriei de coarde au venit din cadrul propriu-zis, care prezice existența unui număr potențial imens de universuri unice, până la 10 ^ 500 (acesta este numărul 1 urmat de 500 zero). Acest peisaj multiversar părea să ofere suficiente posibilități care, în cazul în care cercetătorii ar putea să le exploreze, ar putea găsi una care să corespundă propriei noastre versiuni a realității. Dar în 2018, o lucrare influentă a sugerat că niciunul dintre aceste nenumărate universuri ipotetice nu arăta ca cosmosul nostru; în mod specific, fiecare nu avea o descriere a energiei întunecate așa cum o înțelegem în prezent.
"Teoreticienii cu coarde propun o cantitate aparent nesfârșită de construcții matematice care nu au nicio relație cunoscută cu observația", Sabine Hossenfelder, fizician la Institutul de Studii Avansate din Germania, care a fost critic pentru teoria șirurilor, a spus anterior Science Live.
Alți cercetători susțin că teoria șirurilor va obține într-o zi rezultatele. Scriind în revista Physics Today, fizicianul Gordon Kane, de la Universitatea din Michigan, a sugerat că, odată cu actualizările efectuate în prezent, Marele Colizor de Hadron ar putea produce dovezi ale teoriei corzilor în viitorul apropiat. Dar soarta finală a teoriei este încă necunoscută.
