Styginių teorija yra bandymas sujungti du XX amžiaus fizikos ramsčius - kvantinę mechaniką ir Alberto Einšteino reliatyvumo teoriją - su visa apimančia sistema, galinčia paaiškinti visą fizinę tikrovę. Ji bando tai padaryti teigdama, kad dalelės iš tikrųjų yra vienmatės, į stygas panašios esybės, kurių vibracija lemia dalelių savybes, tokias kaip jų masė ir krūvis.
Ši priešintuityvi idėja pirmą kartą buvo išplėtota septintajame ir aštuntajame dešimtmečiuose, kai stygos buvo naudojamos modeliuoti duomenis, gaunamus iš subatominių susidūrimų Europoje, teigiama Oksfordo universiteto ir Britanijos karališkosios draugijos sukurtame tinklalapyje apie stygų teoriją. Stygos suteikė elegantišką matematinį būdą apibūdinti stiprią jėgą, vieną iš keturių pagrindinių jėgų visatoje, laikančią kartu atominius branduolius.
Ši tema daugelį metų išliko nereikšminga, iki „styginių teorijos revoliucijos“ 1984 m., Kai teoretikai Michaelas Greenas ir Johnas Schwarzas sukūrė lygtis, kurios parodė, kaip stygos išvengė tam tikrų neatitikimų, apimančių modelius, apibūdinančius daleles kaip taškus primenančius objektus. Kembridžas.
Bet šis pirmasis žydėjimas paliko tyrinėtojams penkias skirtingas teorijas, paaiškinančias, kaip vienos dimensijos stygos svyravo 10 matmenų tikrovėje. Antroji revoliucija įvyko 1995 m., Kai fizikai parodė, kad visos šios skirtingos idėjos yra susijusios ir gali būti derinamos su kita teorija, vadinama supergravitacija, kuri veikė 11 dimensijų. Šis požiūris sukūrė dabartinį styginių teorijos įsikūnijimą.
Neatrastų paslapčių
Styginių teorija yra vienas iš siūlomų visko teorijos sudarymo būdų, modelis, apibūdinantis visas žinomas daleles ir jėgas ir kuris pakeistų standartinį fizikos modelį, kuris gali paaiškinti viską, išskyrus sunkumą. Daugelis mokslininkų tiki stygų teorija dėl jos matematinio grožio. Styginių teorijos lygtys apibūdinamos kaip elegantiškos, o jos fizinio pasaulio aprašymai laikomi ypač patenkinančiais.
Teorija aiškina gravitaciją tam tikra vibruojančia styga, kurios savybės atitinka hipotetinio gravitono, kvantinės mechaninės dalelės, kuri atneš gravitacinę jėgą, savybes. Tai, kad teorijai keistai veikti reikia 11 dimensijų, o ne trijų erdvės ir laiko, kurį paprastai patiriame, dimensijų, neatgrasė ją palaikančių fizikų. Jie tiesiog aprašė, kaip visi papildomi matmenys sulenkiami ypač mažoje erdvėje, maždaug 10–33 centimetrų atstumu, kuri yra pakankamai maža, kad mes jų negalime aptikti, teigia NASA.
Tyrėjai pasinaudojo styginių teorija, norėdami atsakyti į esminius Visatos klausimus, pavyzdžiui, kas vyksta juodosios skylės viduje, arba modeliuoti tokius kosminius procesus kaip Didysis sprogimas. Kai kurie mokslininkai net bandė panaudoti styginių teoriją, norėdami sutvarkyti tamsiąją energiją, paslaptingą jėgą, spartinančią erdvės ir laiko plėtimąsi.
Nesibaigiantis užsiėmimas
Tačiau pastaruoju metu styginių teorija buvo atidžiau nagrinėjama. Daugelio jo prognozių negalima palyginti su dabartinėmis technologijomis, ir daugelis tyrėjų pasidomėjo, ar jie eina žemyn nesibaigiančio triušio skylės. 2011 m. Fizikai susirinko į Amerikos gamtos istorijos muziejų 11-osioms kasmetinėms Izaoko Asimovo atminimo diskusijoms aptarti, ar prasminga kreiptis į styginių teoriją kaip perspektyvų tikrovės apibūdinimą.
"Ar vedate vaiduoklį, ar jūsų kolekcija yra tiesiog per kvaila, kad tai išsiaiškintumėte?" erzino Neilio deGrasse'o Tysono, muziejaus Haydeno planetariumo direktoriaus, kuris pabrėžė, kad styginių teorijos pažanga ankstesniais metais buvo nedidelė.
Naujausi stygų teorijos iššūkiai kilo iš pačios sistemos, kurioje numatoma, kad egzistuoja potencialiai didžiulis unikalių visatų skaičius - net 10 ^ 500 (tai yra skaičius 1, po kurio eina 500 nulių). Atrodė, kad šis daugialypis kraštovaizdis suteikia pakankamai galimybių, kad, jei tyrėjai juos tyrinėtų, jie susidurtų su tokiu, kuris atitiktų mūsų pačių realybės versiją. Tačiau 2018 m. Įtakingas straipsnis pasiūlė, kad nė viena iš šių daugybės hipotetinių visatų neatrodė kaip mūsų kosmosas; kiekvienam iš jų trūko tamsiosios energijos aprašymo, kaip mes ją dabar suprantame.
„Styginių teoretikų siūlo iš pažiūros begalinį kiekį matematinių konstrukcijų, neturinčių sąsajų su stebėjimu“, - anksčiau Sabine Hossenfelder, Vokietijos Frankfurto pažangiųjų studijų instituto fizikė, kritiškai vertinusi styginių teoriją, anksčiau pasakojo „Live Science“.
Kiti tyrėjai teigia, kad stygų teorija vieną dieną parodys rezultatus. Rašydamas žurnale „Fizika šiandien“, fizikas Gordonas Kane'as iš Mičigano universiteto pasiūlė, kad dėl šiuo metu vykdomų atnaujinimų, didysis hadronų kollideris artimiausiu metu galėtų pateikti styginių teorijos įrodymų. Tačiau galutinis teorijos likimas dar nežinomas.
