M-teoria

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Teoria strun
Calabi-Yau-alternate.png
Teoria superstrun

M-teoria − jedna z potencjalnych teorii wszystkiego, czyli teorii opisującej w uniwersalny, spójny sposób prawa fizyki.

Została wymyślona w 1995 roku przez Edwarda Wittena. Jej powstanie, zwane drugą rewolucją superstrunową, wywołało spory fizyków z powodu nieznanej możliwości jej eksperymentalnego sprawdzenia.

Przewidywania[edytuj | edytuj kod]

M-teoria przewiduje istnienie superstrun, supercząstek, bran (skrót od "membrana"), w tym supermembran, bran Dirichleta (mających od 0 do 10 wymiarów), czarnych bran, S-bran czy 6-wymiarowych NS5 bran.

Pierwszy rodzaj M-teorii opisuje 11-wymiarową hiperprzestrzeń. Inne wersje M-teorii przewidują istnienie Wszechświata 4 lub 5 wymiarowego. 12-wymiarowa wersja M-teorii nosi nazwę F-teoria, a 13-wymiarowa - S-teoria.

Według jednego z rodzajów M-teorii, teorii Horavy-Wittena, 11 wymiarów wymaga tylko grawitacja (teoria ta wywodzi się z modelu supergrawitacji), natomiast oddziaływania cechowania (silne, słabe i elektromagnetyczne) zachodzą w hiperprzestrzeni 10-wymiarowej. W niej Wszechświat ma kształt dwóch dziesięciowymiarowych membran, które łączy kosmiczny orbifold. Można to przedstawić jako dwa 10-wymiarowe wszechświaty oddziaływające między sobą za pomocą grawitacji, z których jeden to Wszechświat, a drugi składa się z ciemnej materii.

Powstała też teoria Randall-Sundruma, która opisuje wszechświaty membranowe. W tej teorii kształt wszechświata jest podobny do tego z teorii Horavy-Wittena (jeśli dodatkowy wymiar jest nieskończony, to zamiast dwóch występuje tu tylko jedna membrana). Ta teoria przewiduje, że newtonowskie prawa grawitacji zmieniają się przy oddziaływaniach na odległość poniżej milimetra, oraz że efekty unifikacji dla grawitacji można zaobserwować już przy energii dostępnej akceleratorom cząstek.

Thomas Banks i Stephen H. Shenker (Rutgers University) oraz Willy Fischler (University of Texas) i Leonard Susskind (Stanford University) zdefiniowali na gruncie M-teorii "hiperprzestrzeń" jako nieskończony zbiór cząstek punktowych (0-bran) opisanych nie przez liczby, a nieprzemienne macierze.

Unifikujący charakter[edytuj | edytuj kod]

M-teoria jest rozszerzeniem teorii superstrun, które łączy wszystkie pięć teorii superstrun z supergrawitacją.

Rodzaje teorii superstrun uogólniane przez M-teorię to:

  • typ I
  • typ IIA
  • typ IIB
  • heterotyczna E(8)xE(8) (lub HE)
  • heterotyczna SO(32) (lub HO)

W myśl M-teorii zachodzą między nimi związki poprzez dualność. Typ IIA i IIB są związane przez T-dualność, podobnie obie teorie heterotyczne (HE i HO). Typ I i heterotyczna SO(32) są związane przez S-dualność, a typ IIB jest S-dualny sam ze sobą. Ponadto przy redukcji 11. wymiaru do okręgu M-teoria staje się teorią superstrun typu IIA, a jeśli zredukuje się go do odcinka - teorią superstrun HE.

Argumenty przeciw i za poprawnością[edytuj | edytuj kod]

Obliczona za pomocą bran Dirichleta (skracanych do "D-bran") entropia czarnych dziur jest zgodna z przewidywaniami teorii promieniowania Hawkinga.

Nazwa[edytuj | edytuj kod]

Nie ma jasności co do pochodzenia nazwy. Twórca teorii, Edward Witten, zasugerował, że literę M można tłumaczyć jako mother (matka), mystery (tajemnica), matrix (macierz), membrane (membrana). Niektórzy podejrzewają, że miał na myśli "my theory" (z ang. "moja teoria") lub odwrócone "W" (od pierwszej litery swojego nazwiska).

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]