Teoria das cordas é uma suposta teoria de tudo o que os físicos esperam que um dia explique … tudo.
Todas as forças, todas as partículas, todas as constantes, todas as coisas sob um único teórico telhado, onde tudo o que vemos é o resultado de pequenas, cordas vibrantes. Os teóricos têm trabalhado na ideia desde a década de 1960, e uma das primeiras coisas que perceberam é que para a teoria funcionar, tem de haver mais dimensões do que as quatro a que estamos habituados.,mas essa ideia não é tão louca como parece.
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Dimensional de desastres
Na teoria das cordas, pequenos laços de vibração stringiness (na teoria, eles são o objeto fundamental da realidade) manifestar-se como as diferentes partículas (elétrons, quarks, neutrinos, etc.) e como portadores de força da natureza (fótons, glúons, gravitões, etc.). A forma como fazem isto é através das suas vibrações., Cada corda é tão pequena que nos parece nada mais do que uma partícula de ponto, mas cada corda pode vibrar com modos diferentes, da mesma forma que você pode obter notas diferentes de uma corda de guitarra.pensa-se que cada modo de vibração se relaciona com um tipo diferente de partícula. Então todas as cordas que vibram de uma maneira parecem elétrons, todas as cordas que vibram de outra maneira parecem fótons, e assim por diante. O que vemos como colisões de partículas é, na visão da teoria das cordas, um monte de cordas se fundindo e se separando.,
mas para que a matemática funcione, tem de haver mais de quatro dimensões no nosso universo. Isto porque o nosso espaço-tempo habitual não dá às cordas espaço suficiente para vibrar de todas as formas que precisam para se expressarem plenamente como todas as variedades de partículas do mundo. São demasiado limitados.em outras palavras, as cordas não apenas balançam, elas balançam hiperdimensionalmente.
As versões atuais da teoria das cordas requerem 10 Dimensões totais, enquanto uma teoria über-string ainda mais hipotética conhecida como teoria M requer 11., Mas quando olhamos ao redor do universo, só vemos as três dimensões espaciais habituais mais a dimensão do tempo. Temos quase a certeza que se o universo tivesse mais de quatro dimensões, já teríamos reparado.
Como Pode a exigência da teoria das cordas para dimensões extras possivelmente ser reconciliada com as nossas experiências diárias no universo?
Enrolado e compacto
Felizmente, a cadeia teóricos foram capazes de apontar para um antecedente histórico para esta aparentemente noção radical.,em 1919, pouco depois de Albert Einstein publicar sua teoria da relatividade geral, o matemático e físico Theodor Kaluza estava brincando com as equações, apenas por Diversão. E ele encontrou algo especialmente interessante quando adicionou uma quinta dimensão às equações — nada aconteceu. As equações da relatividade não se importam realmente com o número de dimensões; é algo que você tem que adicionar para tornar a teoria aplicável ao nosso universo.,
mas, em seguida, Kaluza adicionou uma torção especial para essa quinta dimensão, fazendo-a enrolar-se em torno de si mesmo no que ele chamou de “condição de cilindro”.”This requirement made something new pop out: Kaluza recovered the usual equations of general relativity in the usual four dimensions, plus a new equation that replicated the expressions of electromagnetism.
parecia que a adição de dimensões poderia potencialmente unificar a física.em retrospectiva, este foi um pouco de uma manobra de diversão., ainda assim, algumas décadas depois outro físico, Oskar Klein, tentou dar à ideia de Kaluza uma interpretação em termos de mecânica quântica. Ele descobriu que se esta quinta dimensão existisse e fosse responsável de alguma forma pelo eletromagnetismo, essa dimensão tinha que ser reduzida, enrolando-se de volta em torno de si mesma (tal como na idéia original de Kaluza), mas muito menor, para baixo até um bare 10^-35 metros.
as muitas variedades da teoria das cordas
Se uma dimensão extra (ou dimensões) é realmente tão pequena, nós não teríamos notado por agora., É tão pequeno que não podíamos esperar sondá-lo directamente com as nossas experiências de alta energia. E se essas dimensões estão envolvidas em si mesmas, então cada vez que você se move em um espaço de quatro dimensões, você está realmente circunavegando essas dimensões extras bilhões e bilhões de vezes.
E essas são as dimensões onde vivem as cadeias da teoria das cordas.,com mais perspicácia matemática, descobriu-se que as seis dimensões espaciais extras necessárias na teoria das cordas têm de ser embrulhadas num conjunto particular de Configurações, conhecidas como colectores Calabi-Yao depois de dois físicos proeminentes. Mas não há uma variedade única permitida pela teoria do sting.
Há cerca de 10^200,000.
acontece que quando você precisa de seis dimensões para se enrolar sobre si mesmo, e dar-lhes quase qualquer maneira possível de fazê-lo, ele … adiciona-se.
isso é um monte de maneiras diferentes de envolver essas dimensões extras em si mesmos., E cada configuração possível afetará a forma como as cordas dentro delas vibram. Uma vez que as formas como as cordas vibram determinam como se comportam aqui no mundo macroscópico, cada escolha de múltiplas leva a um universo distinto com o seu próprio conjunto de física.
assim, apenas uma variedade pode dar origem ao mundo à medida que o experimentamos. Mas qual deles?
infelizmente, a teoria das cordas não nos pode dar uma resposta, pelo menos ainda não., O problema é que a teoria das cordas não é feita — nós só temos vários métodos de aproximação que esperamos chegar perto da coisa real, mas agora nós não temos idéia de como estamos certos. Portanto, não temos tecnologia matemática para seguir a cadeia, desde a variedade específica até a vibração específica das cordas até à física do universo.
a resposta dos teóricos das cordas é algo chamado de Paisagem, um multiverso de todos os universos possíveis previstos pelas várias variedades, com o nosso universo como apenas um ponto entre muitos.,e é aí que a teoria das cordas está hoje, algures na paisagem.
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- What’s next for cosmology after landmark gravitational wave discovery?Paul M. Sutter é um astrofísico no SUNY Stony Brook e no Flatiron Institute, anfitrião do Ask A Spaceman and Space Radio, e autor do seu lugar no universo.
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