Fisikawan terbiasa bekerja dengan partikel: teori telah dikembangkan, eksperimen bertemu. Reaktor nuklir dan bom atom dihitung menggunakan partikel. Dengan satu peringatan - gravitasi tidak diperhitungkan dalam semua perhitungan.

Gravitasi adalah daya tarik tubuh. Ketika kita berbicara tentang gravitasi, kita mewakili daya tarik bumi. Ponsel jatuh dari tangan ke aspal di bawah pengaruh gravitasi. Di luar angkasa, Bulan tertarik ke Bumi, Bumi ke Matahari. Segala sesuatu di dunia ini tertarik satu sama lain, tetapi untuk merasakannya, Anda membutuhkan benda yang sangat berat. Kami merasakan daya tarik Bumi, yang 7,5 × 10 22 kali lebih berat daripada seseorang, dan kami tidak melihat daya tarik gedung pencakar langit, yang 4 × 10 6 kali lebih berat.

7,5×10 22 = 75.000.000.000.000.000.000.000,00

4×10 6 = 4.000.000

Gravitasi dijelaskan oleh teori relativitas umum Einstein. Secara teori, benda-benda masif membengkokkan ruang. Untuk memahaminya, pergilah ke taman anak-anak dan letakkan batu yang berat di atas trampolin. Corong akan muncul di karet trampolin. Jika Anda meletakkan bola kecil di atas trampolin, bola itu akan menggelinding ke bawah corong ke batu. Sesuatu seperti ini, planet-planet membentuk corong di luar angkasa, dan kita, seperti bola, jatuh ke atasnya.

Planet-planet begitu besar sehingga mereka membengkokkan ruang

Untuk menggambarkan segala sesuatu pada tingkat partikel elementer, gravitasi tidak diperlukan. Dibandingkan dengan gaya-gaya lain, gravitasi sangat kecil sehingga terlempar begitu saja dari perhitungan kuantum. Gaya gravitasi bumi lebih kecil daripada gaya yang menahan partikel inti atom, 10 38 kali. Ini berlaku untuk hampir seluruh alam semesta.

10 38 = 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

Satu-satunya tempat di mana gravitasi sekuat kekuatan lain adalah di dalam lubang hitam. Ini adalah corong raksasa di mana gravitasi meruntuhkan ruang itu sendiri dan menarik segala sesuatu yang ada di dekatnya. Bahkan cahaya memasuki lubang hitam dan tidak pernah kembali.

Untuk bekerja dengan gravitasi seperti dengan partikel lain, fisikawan datang dengan kuantum gravitasi - graviton. Kami melakukan beberapa perhitungan, tetapi tidak cocok. Perhitungan menunjukkan bahwa energi graviton tumbuh hingga tak terhingga. Dan ini tidak seharusnya.

Fisikawan pertama kali menemukan, lalu mencari. Higgs boson ditemukan 50 tahun sebelum penemuan.

Masalah divergensi dalam perhitungan menghilang ketika graviton dianggap bukan sebagai partikel, tetapi sebagai string. Senar memiliki panjang dan energi yang terbatas, sehingga energi graviton hanya dapat tumbuh hingga batas tertentu. Jadi para ilmuwan memiliki alat kerja untuk mempelajari lubang hitam.

Kemajuan dalam studi lubang hitam membantu memahami bagaimana alam semesta muncul. Menurut teori Big Bang, dunia tumbuh dari titik mikroskopis. Pada saat-saat pertama kehidupan, alam semesta sangat padat - semua bintang dan planet modern berkumpul dalam volume kecil. Gravitasi sekuat gaya lainnya, jadi mengetahui efek gravitasi penting untuk memahami alam semesta awal.

Kemajuan dalam deskripsi gravitasi kuantum adalah langkah menuju penciptaan teori yang akan menggambarkan segala sesuatu di dunia. Teori semacam itu akan menjelaskan bagaimana alam semesta lahir, apa yang terjadi di dalamnya sekarang, dan bagaimana akhirnya.

Teori relativitas menyatakan Semesta sebagai "datar", tetapi mekanika kuantum mengatakan bahwa pada tingkat mikro ada gerakan tak terbatas yang membengkokkan ruang. Teori string menggabungkan ide-ide ini dan menyajikan mikropartikel sebagai konsekuensi dari penyatuan string satu dimensi tertipis, yang akan terlihat seperti mikropartikel titik, oleh karena itu, tidak dapat diamati secara eksperimental.

Hipotesis ini memungkinkan kita untuk membayangkan partikel elementer yang membentuk atom dari serat ultramikroskopik yang disebut string.

Semua sifat partikel elementer dijelaskan oleh getaran resonansi serat yang membentuknya. Serat ini dapat membuat jumlah getaran yang tak terbatas. Teori ini melibatkan penyatuan ide-ide mekanika kuantum dan teori relativitas. Tetapi karena adanya banyak masalah dalam mengkonfirmasi pemikiran yang mendasarinya, sebagian besar ilmuwan modern percaya bahwa gagasan yang diusulkan tidak lebih dari kata-kata kotor yang paling umum, atau dengan kata lain, teori string untuk boneka, yaitu untuk orang yang benar-benar mengabaikan ilmu pengetahuan dan struktur lingkungan.

Sifat serat ultramikroskopik

Untuk memahami esensinya, Anda dapat membayangkan senar alat musik - mereka dapat bergetar, menekuk, melipat. Hal yang sama terjadi dengan utas ini, yang, memancarkan getaran tertentu, berinteraksi satu sama lain, melipat menjadi loop dan membentuk partikel yang lebih besar (elektron, quark), yang massanya tergantung pada frekuensi getaran serat dan tegangannya - indikator ini tentukan energi dawai tersebut. Semakin besar energi radiasi, semakin tinggi massa partikel elementer.

Teori dan string inflasi

Menurut hipotesis inflasi, Semesta diciptakan karena perluasan ruang mikro, seukuran string (panjang Planck). Saat wilayah ini tumbuh, apa yang disebut filamen ultramikroskopik juga meregang, sekarang panjangnya sepadan dengan ukuran Alam Semesta. Mereka berinteraksi satu sama lain dengan cara yang sama dan menghasilkan getaran dan osilasi yang sama. Sepertinya efek lensa gravitasi yang dihasilkan oleh mereka, mendistorsi sinar cahaya dari galaksi jauh. Dan getaran longitudinal menghasilkan radiasi gravitasi.

Kegagalan matematika dan masalah lainnya

Salah satu masalahnya adalah ketidakkonsistenan matematis dari teori tersebut - fisikawan yang mempelajarinya tidak memiliki cukup rumus untuk membuatnya menjadi bentuk yang lengkap. Dan yang kedua adalah teori ini percaya bahwa ada 10 dimensi, tetapi kita hanya merasakan 4 - tinggi, lebar, panjang dan waktu. Para ilmuwan menyarankan bahwa 6 sisanya dalam keadaan bengkok, yang keberadaannya tidak dirasakan secara real time. Juga, masalahnya bukanlah kemungkinan konfirmasi eksperimental teori ini, tetapi tidak ada yang bisa menyangkalnya juga.

Ekologi pengetahuan: Masalah terbesar bagi fisikawan teoretis adalah bagaimana menggabungkan semua interaksi fundamental (gravitasi, elektromagnetik, lemah dan kuat) menjadi satu teori. Teori superstring hanya mengklaim sebagai Teori Segalanya

Menghitung dari tiga sampai sepuluh

Masalah terbesar bagi fisikawan teoretis adalah bagaimana menggabungkan semua interaksi fundamental (gravitasi, elektromagnetik, lemah dan kuat) menjadi satu teori. Teori superstring hanya mengklaim sebagai Teori Segalanya.

Tetapi ternyata jumlah dimensi yang paling nyaman yang diperlukan agar teori ini dapat bekerja adalah sebanyak sepuluh (sembilan di antaranya spasial, dan satu temporal)! Jika ada lebih banyak atau lebih sedikit dimensi, persamaan matematika memberikan hasil irasional yang menuju tak terhingga - singularitas.

Tahap selanjutnya dalam pengembangan teori superstring - teori-M - telah menghitung sebelas dimensi. Dan versi lain - teori-F - semuanya dua belas. Dan itu sama sekali bukan komplikasi. Teori-F menjelaskan ruang 12 dimensi dengan persamaan yang lebih sederhana daripada teori-M menjelaskan ruang 11 dimensi.

Tentu saja, fisika teoretis disebut teoretis karena suatu alasan. Semua pencapaiannya selama ini hanya ada di atas kertas. Jadi, untuk menjelaskan mengapa kita hanya bisa bergerak di ruang tiga dimensi, para ilmuwan mulai berbicara tentang bagaimana dimensi lain yang malang harus menyusut menjadi bola kompak pada tingkat kuantum. Tepatnya, bukan ke dalam bola, tetapi ke dalam ruang Calabi-Yau. Ini adalah sosok tiga dimensi, di dalamnya ada dunianya sendiri dengan dimensinya sendiri. Proyeksi dua dimensi dari manifold serupa terlihat seperti ini:

Lebih dari 470 juta patung seperti itu diketahui. Manakah dari mereka yang sesuai dengan realitas kita saat ini sedang dihitung. Tidak mudah menjadi fisikawan teoretis.

Ya, tampaknya agak terlalu mengada-ada. Tapi mungkin ini menjelaskan mengapa dunia kuantum sangat berbeda dari apa yang kita rasakan.

Titik, titik, koma

Mulai lagi. Dimensi nol adalah sebuah titik. Dia tidak memiliki ukuran. Tidak ada tempat untuk bergerak, tidak ada koordinat yang diperlukan untuk menunjukkan lokasi dalam dimensi seperti itu.

Mari kita letakkan titik kedua di sebelah yang pertama dan buat garis melaluinya. Berikut adalah dimensi pertama. Objek satu dimensi memiliki ukuran - panjang, tetapi tidak memiliki lebar atau kedalaman. Pergerakan dalam kerangka ruang satu dimensi sangat terbatas, karena rintangan yang muncul di jalan tidak dapat dilewati. Untuk menentukan lokasi pada segmen ini, Anda hanya membutuhkan satu koordinat.

Mari kita beri titik di sebelah segmen. Agar sesuai dengan kedua objek ini, kita sudah membutuhkan ruang dua dimensi yang memiliki panjang dan lebar, yaitu luas, tetapi tanpa kedalaman, yaitu volume. Lokasi setiap titik di bidang ini ditentukan oleh dua koordinat.

Dimensi ketiga muncul ketika kita menambahkan sumbu koordinat ketiga ke sistem ini. Sangat mudah bagi kita, penghuni alam semesta tiga dimensi, untuk membayangkan hal ini.

Mari kita coba bayangkan bagaimana penghuni ruang dua dimensi melihat dunia. Misalnya, inilah dua orang ini:

Masing-masing dari mereka akan melihat temannya seperti ini:

Dan dengan tata letak ini:

Pahlawan kita akan melihat satu sama lain seperti ini:

Ini adalah perubahan sudut pandang yang memungkinkan pahlawan kita untuk menilai satu sama lain sebagai objek dua dimensi, bukan segmen satu dimensi.

Dan sekarang mari kita bayangkan bahwa objek tiga dimensi tertentu bergerak di dimensi ketiga, yang melintasi dunia dua dimensi ini. Untuk pengamat luar, gerakan ini akan dinyatakan dalam perubahan proyeksi dua dimensi objek di pesawat, seperti brokoli di mesin MRI:

Tetapi bagi penduduk Flatland kami, gambaran seperti itu tidak dapat dipahami! Dia bahkan tidak bisa membayangkannya. Baginya, setiap proyeksi dua dimensi akan terlihat sebagai segmen satu dimensi dengan panjang yang bervariasi secara misterius, muncul di tempat yang tidak terduga dan juga menghilang secara tidak terduga. Upaya untuk menghitung panjang dan tempat kemunculan benda-benda tersebut menggunakan hukum fisika ruang dua dimensi pasti akan gagal.

Kami, penghuni dunia tiga dimensi, melihat segala sesuatu dalam dua dimensi. Hanya pergerakan suatu benda di ruang angkasa yang memungkinkan kita merasakan volumenya. Kita juga akan melihat objek multidimensi sebagai dua dimensi, tetapi itu akan berubah dengan cara yang menakjubkan tergantung pada posisi relatif kita atau waktu dengannya.

Dari sudut pandang ini, menarik untuk dipikirkan, misalnya, tentang gravitasi. Semua orang mungkin pernah melihat gambar seperti ini:

Merupakan kebiasaan untuk menggambarkan bagaimana gravitasi membengkokkan ruang-waktu. Kurva... dimana? Persis tidak di salah satu dimensi yang kita kenal. Dan bagaimana dengan terowongan kuantum, yaitu kemampuan partikel untuk menghilang di satu tempat dan muncul di tempat yang sama sekali berbeda, terlebih lagi, di balik rintangan yang, dalam realitas kita, tidak dapat menembusnya tanpa membuat lubang di dalamnya? Bagaimana dengan lubang hitam? Tetapi bagaimana jika semua ini dan misteri ilmu pengetahuan modern lainnya dijelaskan oleh fakta bahwa geometri ruang sama sekali tidak sama seperti yang biasa kita pahami?

Jam terus berdetak

Waktu menambahkan satu koordinat lagi ke Alam Semesta kita. Agar pesta berlangsung, Anda perlu tahu tidak hanya di bar mana itu akan berlangsung, tetapi juga waktu yang tepat dari acara ini.

Berdasarkan persepsi kita, waktu bukanlah garis lurus seperti sinar. Artinya, ia memiliki titik awal, dan gerakan itu dilakukan hanya dalam satu arah - dari masa lalu ke masa depan. Dan hanya saat ini yang nyata. Baik masa lalu maupun masa depan tidak ada, sama seperti sarapan dan makan malam tidak ada dari sudut pandang petugas kantor saat makan siang.

Tapi teori relativitas tidak setuju dengan ini. Dari sudut pandangnya, waktu adalah dimensi yang berharga. Semua kejadian yang pernah ada, ada dan akan terus ada sama-sama nyata, senyata pantai laut, tak peduli di mana tepatnya mimpi suara ombak mengejutkan kita. Persepsi kita hanyalah sesuatu seperti lampu sorot yang menerangi segmen tertentu pada garis waktu. Kemanusiaan dalam dimensi keempatnya terlihat seperti ini:

Tapi kita hanya melihat proyeksi, sepotong dimensi ini pada setiap momen waktu individu. Ya, ya, seperti brokoli di mesin MRI.

Sampai sekarang, semua teori telah bekerja dengan sejumlah besar dimensi spasial, dan waktu selalu menjadi satu-satunya. Tetapi mengapa ruang memungkinkan banyak dimensi untuk ruang, tetapi hanya satu kali? Sampai para ilmuwan dapat menjawab pertanyaan ini, hipotesis dua atau lebih ruang sementara akan tampak sangat menarik bagi semua filsuf dan penulis fiksi ilmiah. Ya, dan fisikawan, apa yang sudah ada. Misalnya, ahli astrofisika Amerika Itzhak Bars melihat akar dari semua masalah dengan Teori Segalanya sebagai dimensi waktu kedua yang telah diabaikan. Sebagai latihan mental, mari kita coba membayangkan dunia dengan dua kali.

Setiap dimensi ada secara terpisah. Ini dinyatakan dalam fakta bahwa jika kita mengubah koordinat suatu objek dalam satu dimensi, koordinat di dimensi lain dapat tetap tidak berubah. Jadi, jika Anda bergerak sepanjang satu sumbu waktu yang memotong yang lain dengan sudut siku-siku, maka pada titik persimpangan, waktu akan berhenti. Dalam praktiknya, itu akan terlihat seperti ini:

Yang harus dilakukan Neo hanyalah menempatkan sumbu waktu satu dimensinya tegak lurus dengan sumbu waktu peluru. Benar-benar sepele, setuju. Faktanya, semuanya jauh lebih rumit.

Waktu yang tepat di alam semesta dengan dua dimensi waktu akan ditentukan oleh dua nilai. Apakah sulit membayangkan peristiwa dua dimensi? Artinya, yang diperpanjang secara bersamaan di sepanjang dua sumbu waktu? Sangat mungkin bahwa dunia seperti itu akan membutuhkan ahli pemetaan waktu, seperti halnya para kartografer memetakan permukaan dunia dua dimensi.

Apa lagi yang membedakan ruang dua dimensi dari ruang satu dimensi? Kemampuan untuk melewati rintangan, misalnya. Ini benar-benar di luar batas pikiran kita. Penghuni dunia satu dimensi tidak dapat membayangkan bagaimana berbelok di tikungan. Dan apa ini - sudut waktu? Selain itu, dalam ruang dua dimensi, Anda dapat melakukan perjalanan ke depan, ke belakang, atau bahkan secara diagonal. Saya tidak tahu bagaimana rasanya melewati waktu secara diagonal. Saya tidak berbicara tentang fakta bahwa waktu mendasari banyak hukum fisika, dan tidak mungkin membayangkan bagaimana fisika Semesta akan berubah dengan munculnya dimensi waktu lain. Tapi itu sangat menarik untuk dipikirkan!

Ensiklopedia yang sangat besar

Dimensi lain belum ditemukan, dan hanya ada dalam model matematika. Tapi Anda bisa mencoba membayangkan mereka seperti ini.

Seperti yang kita ketahui sebelumnya, kita melihat proyeksi tiga dimensi dari dimensi keempat (temporal) Semesta. Dengan kata lain, setiap momen keberadaan dunia kita adalah sebuah titik (mirip dengan dimensi nol) dalam interval waktu dari Big Bang hingga Akhir Dunia.

Anda yang telah membaca tentang perjalanan waktu tahu betapa pentingnya lengkungan kontinum ruang-waktu. Ini adalah dimensi kelima - di dalamnya ruang-waktu empat dimensi "membungkuk" untuk mendekatkan dua titik pada garis lurus ini. Tanpa ini, perjalanan antara titik-titik ini akan terlalu lama, atau bahkan tidak mungkin. Secara kasar, dimensi kelima mirip dengan yang kedua - ia memindahkan garis ruang-waktu "satu dimensi" ke bidang "dua dimensi" dengan segala konsekuensinya dalam bentuk kemampuan untuk berbelok di tikungan.

Sedikit lebih awal, pembaca kami yang berpikiran filosofis mungkin berpikir tentang kemungkinan kehendak bebas dalam kondisi di mana masa depan sudah ada, tetapi belum diketahui. Sains menjawab pertanyaan ini seperti ini: probabilitas. Masa depan bukanlah tongkat, tetapi sapu seluruh skenario yang mungkin. Manakah dari mereka yang akan menjadi kenyataan - kita akan mengetahuinya ketika kita sampai di sana.

Masing-masing probabilitas ada sebagai segmen "satu dimensi" pada "bidang" dimensi kelima. Apa cara tercepat untuk melompat dari satu segmen ke segmen lainnya? Itu benar - tekuk bidang ini seperti selembar kertas. Di mana harus membungkuk? Dan lagi, benar - di dimensi keenam, yang memberikan "volume" pada seluruh struktur kompleks. Dan, dengan demikian, menjadikannya, seperti ruang tiga dimensi, "selesai", sebuah titik baru.

Dimensi ketujuh adalah garis lurus baru, yang terdiri dari "titik" enam dimensi. Apa titik lain di baris ini? Seluruh rangkaian pilihan tak terbatas untuk perkembangan peristiwa di alam semesta lain, terbentuk bukan sebagai akibat dari Ledakan Besar, tetapi dalam kondisi lain, dan bertindak menurut hukum lain. Artinya, dimensi ketujuh adalah manik-manik dari dunia paralel. Dimensi kedelapan mengumpulkan "garis lurus" ini menjadi satu "bidang". Dan yang kesembilan dapat dibandingkan dengan sebuah buku yang berisi semua "lembaran" dari dimensi kedelapan. Ini adalah totalitas dari semua sejarah semua alam semesta dengan semua hukum fisika dan semua kondisi awal. Titik lagi.

Di sini kita mencapai batas. Untuk membayangkan dimensi kesepuluh, kita membutuhkan garis lurus. Dan titik apa lagi pada garis lurus ini jika dimensi kesembilan sudah mencakup segala sesuatu yang dapat dibayangkan, dan bahkan apa yang tidak dapat dibayangkan? Ternyata dimensi kesembilan bukanlah titik awal yang lain, tetapi yang terakhir - untuk imajinasi kita, dalam hal apa pun.

Teori string mengklaim bahwa di dimensi kesepuluh string, partikel dasar yang membentuk segalanya, membuat getarannya. Jika dimensi kesepuluh berisi semua alam semesta dan semua kemungkinan, maka string ada di mana-mana dan sepanjang waktu. Maksud saya, setiap string ada di alam semesta kita, dan setiap string lainnya. Kapan saja. Langsung. Keren, ya? diterbitkan

Tentu saja, untaian alam semesta hampir tidak mirip dengan yang kita bayangkan. Dalam teori string, mereka adalah filamen energi bergetar yang sangat kecil. Benang-benang ini agak seperti "pita elastis" kecil yang dapat menggeliat, meregang, dan menyusut dalam segala hal. Semua ini, bagaimanapun, tidak berarti bahwa simfoni Semesta tidak dapat "dimainkan" pada mereka, karena, menurut ahli teori string, segala sesuatu yang ada terdiri dari "utas" ini.

Kontroversi fisika

Pada paruh kedua abad ke-19, bagi fisikawan tampaknya tidak ada lagi hal serius yang dapat ditemukan dalam sains mereka. Fisika klasik percaya bahwa tidak ada masalah serius yang tersisa di dalamnya, dan seluruh struktur dunia tampak seperti mesin yang disetel dengan sempurna dan dapat diprediksi. Masalahnya, seperti biasa, terjadi karena omong kosong - salah satu "awan" kecil yang masih tersisa di langit sains yang jernih dan dapat dipahami. Yaitu, ketika menghitung energi radiasi dari benda yang sepenuhnya hitam (benda hipotetis yang pada suhu berapa pun sepenuhnya menyerap insiden radiasi di atasnya, terlepas dari panjang gelombang - NS).

Perhitungan menunjukkan bahwa energi radiasi total dari setiap benda yang benar-benar hitam harus sangat besar. Untuk menghindari absurditas yang jelas seperti itu, ilmuwan Jerman Max Planck menyarankan pada tahun 1900 bahwa cahaya tampak, sinar-X, dan gelombang elektromagnetik lainnya hanya dapat dipancarkan oleh bagian energi tertentu yang terpisah, yang ia sebut kuanta. Dengan bantuan mereka, adalah mungkin untuk memecahkan masalah khusus dari tubuh yang benar-benar hitam. Namun, konsekuensi dari hipotesis kuantum untuk determinisme belum direalisasikan pada saat itu. Sampai, pada tahun 1926, ilmuwan Jerman lainnya, Werner Heisenberg, merumuskan prinsip ketidakpastian yang terkenal.

Esensinya bermuara pada fakta bahwa, bertentangan dengan semua pernyataan yang berlaku sebelumnya, alam membatasi kemampuan kita untuk memprediksi masa depan berdasarkan hukum fisika. Ini, tentu saja, tentang masa depan dan masa kini partikel subatom. Ternyata mereka berperilaku sangat berbeda dari hal-hal lain di makrokosmos di sekitar kita. Pada tingkat subatomik, struktur ruang menjadi tidak rata dan kacau. Dunia partikel kecil begitu bergejolak dan tidak dapat dipahami sehingga bertentangan dengan akal sehat. Ruang dan waktu begitu melilit dan terjalin di dalamnya sehingga tidak ada konsep biasa kiri dan kanan, atas dan bawah, dan bahkan sebelum dan sesudah.

Tidak ada cara untuk mengatakan dengan pasti di titik tertentu di ruang mana partikel ini atau itu berada pada saat tertentu, dan di mana momen momentumnya. Hanya ada kemungkinan tertentu untuk menemukan partikel di banyak wilayah ruang-waktu. Partikel pada tingkat subatomik tampaknya "diolesi" di luar angkasa. Tidak hanya itu, "status" partikel itu sendiri tidak ditentukan: dalam beberapa kasus mereka berperilaku seperti gelombang, di lain mereka menunjukkan sifat-sifat partikel. Inilah yang oleh fisikawan disebut dualitas gelombang-partikel mekanika kuantum.

Tingkat struktur dunia: 1. Tingkat makroskopik - materi 2. Tingkat molekuler 3. Tingkat atom - proton, neutron dan elektron 4. Tingkat subatom - elektron 5. Tingkat subatom - quark 6. Tingkat string /© Bruno P. Ramos

Dalam Teori Relativitas Umum, seolah-olah dalam keadaan dengan hukum yang berlawanan, hal-hal pada dasarnya berbeda. Ruang tampak seperti trampolin - kain halus yang dapat ditekuk dan diregangkan oleh benda-benda yang memiliki massa. Mereka menciptakan deformasi ruang-waktu - apa yang kita alami sebagai gravitasi. Tak perlu dikatakan, Teori Relativitas Umum yang koheren, benar, dan dapat diprediksi berada dalam konflik yang tak terpecahkan dengan "penjahat aneh" - mekanika kuantum, dan, sebagai akibatnya, makrokosmos tidak dapat "berdamai" dengan mikrokosmos. Di sinilah teori string masuk.

alam semesta 2D. Grafik polihedron E8 /©John Stembridge/Atlas of Lie Groups Project

Teori Segalanya

Teori string mewujudkan impian semua fisikawan untuk menyatukan dua relativitas umum dan mekanika kuantum yang secara fundamental bertentangan, sebuah mimpi yang menghantui "gipsi dan gelandangan" terbesar Albert Einstein hingga akhir hayatnya.

Banyak ilmuwan percaya bahwa segala sesuatu mulai dari tarian galaksi yang indah hingga tarian partikel subatomik yang hiruk pikuk pada akhirnya dapat dijelaskan hanya dengan satu prinsip fisika dasar. Bahkan mungkin hukum tunggal yang menggabungkan semua jenis energi, partikel dan interaksi dalam beberapa formula yang elegan.

Relativitas umum menggambarkan salah satu kekuatan paling terkenal di alam semesta - gravitasi. Mekanika kuantum menjelaskan tiga gaya lain: gaya nuklir kuat, yang menyatukan proton dan neutron dalam atom, elektromagnetisme, dan gaya lemah, yang terlibat dalam peluruhan radioaktif. Setiap peristiwa di alam semesta, dari ionisasi atom hingga kelahiran bintang, dijelaskan oleh interaksi materi melalui empat gaya ini.

Menggunakan matematika yang paling kompleks, adalah mungkin untuk menunjukkan bahwa interaksi elektromagnetik dan interaksi lemah memiliki sifat yang sama, menggabungkannya menjadi satu elektrolemah tunggal. Selanjutnya, interaksi nuklir yang kuat ditambahkan ke mereka - tetapi gravitasi tidak bergabung dengan mereka dengan cara apa pun. Teori string adalah salah satu kandidat paling serius untuk menghubungkan keempat kekuatan, dan, oleh karena itu, merangkul semua fenomena di Semesta - bukan tanpa alasan bahwa itu juga disebut "Teori Segalanya".

Awalnya ada mitos

Sampai saat ini, tidak semua fisikawan antusias dengan teori string. Dan pada awal kemunculannya, itu memang tampak jauh dari kenyataan. Kelahirannya adalah sebuah legenda.

Pada akhir 1960-an, fisikawan teoretis Italia muda, Gabriele Veneziano, sedang mencari persamaan yang dapat menjelaskan gaya nuklir kuat, "lem" yang sangat kuat yang menyatukan inti atom dengan mengikat proton dan neutron bersama-sama. Menurut legenda, ia pernah menemukan sebuah buku berdebu tentang sejarah matematika, di mana ia menemukan fungsi berusia 200 tahun yang pertama kali dicatat oleh ahli matematika Swiss Leonhard Euler. Bayangkan keterkejutan Veneziano ketika dia menemukan bahwa fungsi Euler, yang untuk waktu yang lama dianggap tidak lebih dari keingintahuan matematis, menggambarkan interaksi yang kuat ini.

Bagaimana itu benar-benar? Rumus itu mungkin merupakan hasil kerja keras Veneziano selama bertahun-tahun, dan kasus ini hanya membantu mengambil langkah pertama menuju penemuan teori string. Fungsi Euler, yang secara ajaib menjelaskan gaya kuat, telah menemukan kehidupan baru.

Akhirnya, ia menarik perhatian seorang fisikawan teoretis muda Amerika, Leonard Susskind, yang melihat bahwa rumus tersebut terutama menggambarkan partikel yang tidak memiliki struktur internal dan dapat bergetar. Partikel-partikel ini berperilaku sedemikian rupa sehingga mereka tidak bisa hanya menjadi partikel titik. Susskind mengerti - rumusnya menggambarkan benang yang seperti karet gelang. Dia tidak hanya bisa meregangkan dan menyusut, tetapi juga terombang-ambing, menggeliat. Setelah menjelaskan penemuannya, Susskind memperkenalkan ide revolusioner string.

Sayangnya, sebagian besar rekan-rekannya menerima teori dengan agak dingin.

model standar

Pada saat itu, sains arus utama merepresentasikan partikel sebagai titik, bukan string. Selama bertahun-tahun, fisikawan telah menyelidiki perilaku partikel subatom, bertabrakan dengan kecepatan tinggi, dan mempelajari konsekuensi dari tumbukan ini. Ternyata alam semesta jauh lebih kaya daripada yang bisa dibayangkan. Itu adalah "ledakan populasi" yang nyata dari partikel-partikel elementer. Mahasiswa pascasarjana universitas fisika berlari melalui koridor berteriak bahwa mereka telah menemukan partikel baru - bahkan tidak ada cukup huruf untuk menunjuk mereka. Tetapi, sayangnya, di "rumah sakit bersalin" partikel baru, para ilmuwan tidak dapat menemukan jawaban atas pertanyaan - mengapa ada begitu banyak dan dari mana asalnya?

Hal ini mendorong fisikawan untuk membuat prediksi yang tidak biasa dan mengejutkan - mereka menyadari bahwa gaya yang bekerja di alam juga dapat dijelaskan dengan menggunakan partikel. Artinya, ada partikel materi, dan ada partikel pembawa interaksi. Seperti, misalnya, adalah foton - partikel cahaya. Semakin banyak partikel pembawa ini - foton yang sama yang bertukar partikel materi, semakin terang cahayanya. Para ilmuwan telah meramalkan bahwa pertukaran partikel pembawa ini tidak lebih dari apa yang kita anggap sebagai kekuatan. Ini dikonfirmasi oleh eksperimen. Jadi fisikawan berhasil mendekati impian Einstein untuk bergabung.

Interaksi antara partikel yang berbeda dalam Model Standar /

Para ilmuwan percaya bahwa jika kita maju cepat ke tepat setelah Big Bang, ketika alam semesta triliunan derajat lebih panas, partikel yang membawa elektromagnetisme dan gaya lemah akan menjadi tidak dapat dibedakan dan menyatu menjadi satu gaya yang disebut elektrolemah. Dan jika kita kembali ke masa lalu lebih jauh, maka interaksi elektrolemah akan bergabung dengan yang kuat menjadi satu "kekuatan super" total.

Terlepas dari kenyataan bahwa semua ini masih menunggu untuk dibuktikan, mekanika kuantum tiba-tiba menjelaskan bagaimana tiga dari empat gaya berinteraksi di tingkat subatomik. Dan dia menjelaskannya dengan indah dan konsisten. Gambaran interaksi yang harmonis ini pada akhirnya disebut Model Standar. Tapi, sayangnya, bahkan dalam teori yang sempurna ini ada satu masalah besar - itu tidak termasuk gaya paling terkenal dari tingkat makro - gravitasi.

gravitasi

Untuk teori string, yang tidak sempat "mekar", "musim gugur" datang, ia mengandung terlalu banyak masalah sejak kelahirannya. Misalnya, kalkulasi teori meramalkan keberadaan partikel, yang, seperti yang segera ditetapkan dengan tepat, tidak ada. Inilah yang disebut tachyon - partikel yang bergerak lebih cepat dari cahaya dalam ruang hampa. Antara lain, ternyata teori membutuhkan sebanyak 10 dimensi. Tidak mengherankan bahwa ini sangat memalukan bagi fisikawan, karena ini jelas lebih dari apa yang kita lihat.

Pada tahun 1973, hanya beberapa fisikawan muda yang masih berjuang dengan misteri teori string. Salah satunya adalah fisikawan teoretis Amerika John Schwartz. Selama empat tahun, Schwartz mencoba menjinakkan persamaan nakal, tetapi tidak berhasil. Di antara masalah lain, salah satu persamaan ini dengan keras kepala menggambarkan partikel misterius yang tidak memiliki massa dan tidak diamati di alam.

Ilmuwan itu telah memutuskan untuk meninggalkan bisnisnya yang membawa malapetaka, dan kemudian dia sadar - mungkin persamaan teori string menggambarkan, antara lain, gravitasi? Namun, ini menyiratkan revisi dimensi "pahlawan" utama teori - string. Dengan mengasumsikan bahwa string bermiliar-miliar kali lebih kecil dari sebuah atom, "stringer" mengubah kekurangan teori menjadi kebaikannya. Partikel misterius yang John Schwartz coba singkirkan dengan gigih sekarang bertindak sebagai graviton - partikel yang telah lama dicari dan memungkinkan gravitasi dipindahkan ke tingkat kuantum. Ini adalah bagaimana teori string telah menambahkan gravitasi ke teka-teki, yang hilang dari Model Standar. Tapi, sayangnya, bahkan komunitas ilmiah tidak bereaksi terhadap penemuan ini. Teori string tetap berada di ambang kelangsungan hidup. Tapi ini tidak menghentikan Schwartz. Hanya satu ilmuwan yang bersedia mempertaruhkan karirnya demi string misterius yang ingin bergabung dengan pencariannya - Michael Green.

Boneka bersarang subatomik

Terlepas dari segalanya, pada awal 1980-an, teori string masih memiliki kontradiksi yang tak terpecahkan, yang dikenal dalam sains sebagai anomali. Schwartz dan Green mulai melenyapkan mereka. Dan upaya mereka tidak sia-sia: para ilmuwan berhasil menghilangkan beberapa kontradiksi dari teori tersebut. Bayangkan keheranan keduanya, yang sudah terbiasa dengan kenyataan bahwa teori mereka diabaikan, ketika reaksi komunitas ilmiah meledakkan dunia ilmiah. Dalam waktu kurang dari setahun, jumlah ahli teori string melonjak menjadi ratusan. Saat itulah teori string dianugerahi gelar The Theory of Everything. Teori baru tampaknya mampu menjelaskan semua komponen alam semesta. Dan berikut adalah bahan-bahannya.

Setiap atom, seperti yang kita ketahui, terdiri dari partikel yang lebih kecil - elektron, yang mengelilingi inti, yang terdiri dari proton dan neutron. Proton dan neutron, pada gilirannya, terdiri dari partikel yang lebih kecil yang disebut quark. Tapi teori string mengatakan itu tidak berakhir dengan quark. Quark terdiri dari filamen energi meliuk-liuk kecil yang menyerupai string. Masing-masing string ini sangat kecil.

Begitu kecilnya sehingga jika atom itu diperbesar seukuran tata surya, talinya akan seukuran pohon. Sama seperti getaran yang berbeda dari senar cello menciptakan apa yang kita dengar, sebagai not musik yang berbeda, cara (mode) yang berbeda dari menggetarkan senar memberikan partikel sifat unik mereka—massa, muatan, dan seterusnya. Tahukah Anda bagaimana, secara relatif, proton di ujung kuku Anda berbeda dari graviton yang belum ditemukan? Hanya kumpulan senar kecil yang membentuknya dan bagaimana senar itu bergetar.

Tentu saja, semua ini lebih dari luar biasa. Sejak zaman Yunani kuno, fisikawan telah terbiasa dengan kenyataan bahwa segala sesuatu di dunia ini terdiri dari sesuatu seperti bola, partikel kecil. Dan sekarang, tidak punya waktu untuk membiasakan diri dengan perilaku tidak logis dari bola-bola ini, yang mengikuti dari mekanika kuantum, mereka diundang untuk meninggalkan paradigma sama sekali dan beroperasi dengan semacam hiasan spageti...

Dimensi Kelima

Meskipun banyak ilmuwan menyebut teori string sebagai kemenangan matematika, beberapa masalah masih tetap ada - terutama, kurangnya kesempatan untuk mengujinya secara eksperimental dalam waktu dekat. Tidak ada satu pun instrumen di dunia ini, baik yang ada maupun yang mampu tampil dalam perspektif, yang tidak mampu "melihat" senar. Oleh karena itu, beberapa ilmuwan, omong-omong, bahkan bertanya pada diri sendiri pertanyaan: apakah teori string merupakan teori fisika atau filsafat?.. Benar, sama sekali tidak perlu melihat string "dengan mata kepala sendiri". Yang diperlukan untuk membuktikan teori string adalah sesuatu yang lain—yang terdengar seperti fiksi ilmiah—konfirmasi keberadaan dimensi ekstra ruang.

Tentang apakah ini? Kita semua terbiasa dengan tiga dimensi ruang dan satu - waktu. Tapi teori string memprediksi keberadaan dimensi lain - tambahan -. Tapi mari kita mulai secara berurutan.

Faktanya, gagasan tentang keberadaan dimensi lain muncul hampir seratus tahun yang lalu. Itu datang ke kepala ahli matematika Jerman yang saat itu tidak dikenal Theodor Kalutz pada tahun 1919. Dia menyarankan kemungkinan kehadiran di alam semesta kita dari dimensi lain yang tidak kita lihat. Albert Einstein mendengar tentang ide ini, dan pada awalnya dia sangat menyukainya. Namun, kemudian, dia meragukan kebenarannya, dan menunda penerbitan Kaluza hingga dua tahun. Namun, akhirnya, artikel itu tetap diterbitkan, dan dimensi ekstra menjadi semacam gairah bagi kejeniusan fisika.

Seperti yang Anda ketahui, Einstein menunjukkan bahwa gravitasi tidak lain adalah deformasi pengukuran ruang-waktu. Kaluza menyarankan bahwa elektromagnetisme juga bisa menjadi riak. Mengapa kita tidak melihatnya? Kaluza menemukan jawaban atas pertanyaan ini - riak elektromagnetisme bisa ada di dimensi tambahan yang tersembunyi. Tapi di mana itu?

Jawaban atas pertanyaan ini diberikan oleh fisikawan Swedia Oscar Klein, yang menyarankan bahwa dimensi kelima Kaluza terlipat miliaran kali lebih besar dari ukuran atom tunggal, sehingga kita tidak dapat melihatnya. Gagasan bahwa dimensi kecil ini ada di sekitar kita adalah inti dari teori string.

Salah satu bentuk yang diusulkan dari dimensi berputar ekstra. Di dalam masing-masing bentuk ini, seutas tali bergetar dan bergerak - komponen utama Semesta. Setiap bentuk enam dimensi - sesuai dengan jumlah enam dimensi tambahan /

sepuluh dimensi

Tetapi pada kenyataannya, persamaan teori string tidak memerlukan satu, tetapi enam dimensi tambahan (total, dengan empat yang kita ketahui, ada tepat 10 dimensi). Semuanya memiliki bentuk kompleks yang sangat bengkok dan bengkok. Dan semuanya sangat kecil.

Bagaimana dimensi kecil ini dapat memengaruhi dunia besar kita? Menurut teori string, menentukan: untuk itu, semuanya ditentukan oleh bentuk. Saat Anda memainkan kunci yang berbeda pada saksofon, Anda mendapatkan suara yang berbeda. Ini karena ketika Anda menekan tombol atau kombinasi tombol tertentu, Anda mengubah bentuk ruang di alat musik tempat udara bersirkulasi. Karena itu, suara yang berbeda lahir.

Teori string menunjukkan bahwa dimensi ruang yang ekstra bengkok dan bengkok muncul dengan cara yang sama. Bentuk dimensi tambahan ini rumit dan bervariasi, dan masing-masing menyebabkan string di dalam dimensi tersebut bergetar dengan cara yang berbeda justru karena bentuknya. Lagi pula, jika kita berasumsi, misalnya, bahwa satu senar bergetar di dalam kendi, dan yang lainnya di dalam tiang tiang yang melengkung, ini akan menjadi getaran yang sama sekali berbeda. Namun, menurut teori string, pada kenyataannya, bentuk dimensi ekstra terlihat jauh lebih rumit daripada kendi.

Bagaimana dunia bekerja?

Sains saat ini mengetahui sekumpulan angka yang merupakan konstanta dasar alam semesta. Mereka menentukan sifat dan karakteristik segala sesuatu di sekitar kita. Di antara konstanta seperti itu, misalnya, muatan elektron, konstanta gravitasi, kecepatan cahaya dalam ruang hampa ... Dan jika kita mengubah angka-angka ini bahkan dengan beberapa kali, konsekuensinya akan menjadi bencana besar. Misalkan kita telah meningkatkan kekuatan interaksi elektromagnetik. Apa yang terjadi? Kita mungkin tiba-tiba menemukan bahwa ion-ion menjadi lebih tolak-menolak satu sama lain, dan fusi termonuklir, yang membuat bintang bersinar dan memancarkan panas, tiba-tiba gagal. Semua bintang akan padam.

Tapi bagaimana dengan teori string dengan dimensi ekstranya? Faktanya adalah, menurutnya, dimensi ekstralah yang menentukan nilai pasti dari konstanta fundamental. Beberapa bentuk pengukuran menyebabkan satu string bergetar dengan cara tertentu, dan menimbulkan apa yang kita lihat sebagai foton. Dalam bentuk lain, senar bergetar secara berbeda dan menghasilkan elektron. Sesungguhnya Tuhan terletak pada "hal-hal kecil" - bentuk-bentuk kecil inilah yang menentukan semua konstanta fundamental dunia ini.

teori superstring

Pada pertengahan 1980-an, teori string menjadi megah dan ramping, tetapi di dalam monumen itu, kebingungan merajalela. Hanya dalam beberapa tahun, sebanyak lima versi teori string telah muncul. Dan meskipun masing-masing dibangun di atas string dan dimensi ekstra (kelima versi disatukan dalam teori umum superstring - NS), secara rinci versi ini berbeda secara signifikan.

Jadi, dalam beberapa versi, senar memiliki ujung terbuka, di versi lain mereka tampak seperti cincin. Dan dalam beberapa versi, teori itu bahkan tidak membutuhkan 10, tetapi sebanyak 26 pengukuran. Paradoksnya adalah bahwa kelima versi saat ini dapat disebut sama-sama benar. Tapi mana yang benar-benar menggambarkan alam semesta kita? Ini adalah misteri lain dari teori string. Itulah sebabnya banyak fisikawan kembali melambaikan tangan pada teori "gila".

Tetapi masalah utama string, seperti yang telah disebutkan, adalah ketidakmungkinan (setidaknya untuk saat ini) untuk membuktikan kehadirannya secara eksperimental.

Beberapa ilmuwan, bagaimanapun, masih mengatakan bahwa pada generasi akselerator berikutnya ada sangat minim, tapi masih, kesempatan untuk menguji hipotesis dimensi ekstra. Meskipun mayoritas, tentu saja, yakin bahwa jika ini mungkin, maka, sayangnya, itu tidak boleh terjadi segera - setidaknya dalam beberapa dekade, maksimum - bahkan dalam seratus tahun.

Pertanyaan serupa telah diajukan di sini:

Tapi saya akan mencoba menceritakannya dengan gaya korporat saya ;)

Kami memiliki percakapan yang sangat panjang, tetapi saya harap Anda akan tertarik, bro. Secara umum, dengarkan, apa gunanya di sini. Ide utamanya sudah dapat dilihat dalam namanya sendiri: alih-alih partikel elementer titik (seperti elektron, foton, dll.), teori ini menawarkan string - semacam utas energi satu dimensi yang bergetar mikroskopis yang sangat kecil sehingga mereka tidak dapat dideteksi oleh peralatan modern mana pun (khususnya pada panjang Planck, tetapi bukan ini intinya). Jangan katakan partikel terdiri atas dari string, mereka dan makan string, hanya karena ketidaksempurnaan peralatan kami, kami melihatnya sebagai partikel. Dan jika peralatan kita mampu mencapai panjang Planck, maka kita seharusnya menemukan senar di sana. Dan seperti senar biola yang bergetar untuk menghasilkan nada yang berbeda, senar kuantum bergetar untuk menghasilkan sifat partikel yang berbeda (seperti muatan atau massa). Ini, secara umum, adalah ide utama.

Namun, penting untuk dicatat di sini bahwa teori string memiliki ambisi yang sangat besar dan mengklaim tidak kurang dari status "teori segalanya" yang menggabungkan gravitasi (teori relativitas) dan mekanika kuantum (yaitu, makrokosmos - alam semesta). dunia benda-benda besar yang akrab bagi kita, dan mikrokosmos - dunia partikel elementer). Gravitasi dalam teori string secara elegan muncul dengan sendirinya, dan inilah alasannya. Awalnya, teori string umumnya dianggap hanya sebagai teori gaya nuklir kuat (interaksi di mana proton dan neutron disatukan dalam inti atom), tidak lebih, karena beberapa jenis string bergetar menyerupai sifat gluon ( partikel pembawa gaya kuat). Namun, di dalamnya, selain gluon, ada jenis getaran tali lainnya, yang mengingatkan pada pembawa partikel lain dari beberapa jenis interaksi, yang tidak ada hubungannya dengan gluon. Setelah mempelajari sifat-sifat partikel ini, para ilmuwan menemukan bahwa getaran ini persis bertepatan dengan sifat-sifat partikel hipotetis - graviton - pembawa partikel interaksi gravitasi. Ini adalah bagaimana gravitasi muncul dalam teori string.

Tapi di sini lagi (apa yang akan Anda lakukan!) ada masalah yang disebut "fluktuasi kuantum". Ya, jangan takut, istilah ini mengerikan hanya dalam penampilan. Jadi, fluktuasi kuantum dikaitkan dengan kelahiran dan penghancuran konstan partikel virtual (yang tidak dapat dilihat secara langsung karena kemunculan dan penghilangannya yang berkelanjutan). Proses yang paling indikatif dalam pengertian ini adalah pemusnahan - tumbukan partikel dan antipartikel dengan pembentukan foton (partikel cahaya), yang kemudian menghasilkan partikel dan antipartikel lain. Dan gravitasi, pada dasarnya, adalah apa? Ini adalah struktur geometris ruang-waktu yang melengkung mulus. Kata kuncinya di sini halus. Dan di dunia kuantum, karena fluktuasi ini, ruang tidak mulus dan mulus, ada kekacauan yang bahkan menakutkan untuk dibayangkan. Seperti yang mungkin sudah Anda pahami, geometri ruang yang mulus dari teori relativitas sama sekali tidak sesuai dengan fluktuasi kuantum. Malu, bagaimanapun, fisikawan telah menemukan solusi, yang menyatakan bahwa interaksi string menghaluskan fluktuasi ini. Bagaimana, Anda bertanya? Tetapi bayangkan dua senar tertutup (karena ada juga senar terbuka, yang merupakan sejenis utas kecil dengan dua ujung terbuka; senar tertutup, masing-masing, adalah sejenis loop). Kedua senar tertutup ini berada pada jalur tumbukan dan pada titik tertentu keduanya bertabrakan, berubah menjadi satu senar yang lebih besar. Senar ini masih bergerak selama beberapa waktu, setelah itu terbelah menjadi dua senar yang lebih kecil. Sekarang langkah selanjutnya. Mari kita bayangkan seluruh proses ini dalam satu bidikan film: kita akan melihat bahwa proses ini telah memperoleh volume tiga dimensi tertentu. Volume ini disebut "permukaan dunia". Sekarang mari kita bayangkan bahwa Anda dan saya melihat seluruh proses ini dari sudut yang berbeda: Saya melihat lurus ke depan, dan Anda melihat sedikit ke sudut. Kita akan melihat bahwa dari sudut pandang Anda dan saya, senar akan bertabrakan di tempat yang berbeda, karena bagi Anda loop senar ini (sebut saja demikian) akan bergerak sedikit miring, tetapi bagi saya lurus. Namun, ini adalah proses yang sama, dua senar yang sama bertabrakan, perbedaannya hanya pada dua sudut pandang. Ini berarti ada semacam "pengolesan" interaksi string: dari posisi pengamat yang berbeda, mereka berinteraksi di tempat yang berbeda. Namun, terlepas dari sudut pandang yang berbeda ini, prosesnya tetap sama, dan titik interaksinya sama. Dengan demikian, pengamat yang berbeda akan menetapkan tempat interaksi yang sama dari dua partikel titik. Itu dia! Apakah Anda mengerti apa yang terjadi? Kami merapikan fluktuasi kuantum dan dengan demikian menggabungkan gravitasi dan mekanisme kuantum! Lihat!

Oke, mari kita lanjutkan. Belum lelah? Nah, dengarkan. Sekarang saya akan berbicara tentang apa yang saya pribadi tidak terlalu suka tentang teori string. Dan ini disebut "matematisasi". Entah bagaimana, para ahli teori terlalu terbawa dengan matematika ... tetapi intinya di sini sederhana: di sini, berapa banyak dimensi ruang yang Anda ketahui? Itu benar, tiga: panjang, lebar dan tinggi (waktu adalah dimensi keempat). Sekarang, matematika teori string tidak cocok dengan empat dimensi ini. Dan lima juga. Dan sepuluh. Tapi itu cocok dengan sebelas. Dan para ahli teori memutuskan: baik, karena matematika membutuhkan, biarkan ada sebelas dimensi. Soalnya, matematika membutuhkan! Matematika, bukan kenyataan! (Seruan ke samping: jika saya salah, seseorang meyakinkan saya! Saya ingin berubah pikiran!) Nah, di mana, orang bertanya-tanya, apakah tujuh dimensi lainnya hilang? Untuk pertanyaan ini, teori menjawab kita bahwa mereka "memadat", terlipat menjadi formasi mikroskopis pada panjang Planck (yaitu, pada skala yang tidak dapat kita amati). Formasi ini disebut "manifold Calabi-Yau" (menurut nama dua fisikawan terkemuka).

Menarik juga bahwa teori string membawa kita ke Multiverse, yaitu gagasan tentang keberadaan alam semesta paralel yang tak terbatas. Intinya di sini adalah bahwa dalam teori string tidak hanya string, tetapi juga bran (dari kata "membran"). Bran dapat memiliki dimensi yang berbeda, hingga sembilan. Diasumsikan bahwa kita hidup di bran-3, tetapi mungkin ada orang lain di dekat bran ini, dan mereka mungkin bertabrakan secara berkala. Dan kita tidak melihatnya karena senar terbuka terikat erat pada bran di kedua ujungnya. Senar-senar ini dapat bergerak di sepanjang bran dengan ujung-ujungnya, tetapi mereka tidak dapat meninggalkannya (melepas kaitan). Dan jika teori string dapat dipercaya, maka semua materi dan kita semua terdiri dari partikel yang terlihat seperti string pada panjang Planck. Oleh karena itu, karena dawai terbuka tidak dapat meninggalkan bran, maka kita tidak dapat berinteraksi dengan bran lain (baca: alam semesta paralel) dengan cara apa pun atau dengan cara apa pun melihatnya. Satu-satunya partikel yang tidak terlalu peduli dengan batasan ini dan dapat melakukannya adalah graviton hipotetis, yang merupakan string tertutup. Namun, belum ada yang bisa mendeteksi graviton. Multiverse seperti itu disebut sebagai "brane multiverse" atau "skenario braneworld".

Omong-omong, karena fakta bahwa tidak hanya string, tetapi juga bran ditemukan dalam teori string, para ahli teori mulai menyebutnya "teori-M", tetapi tidak ada yang benar-benar tahu apa arti "M" ini;)

Itu dia. Begitulah ceritanya. Saya harap Anda menikmatinya saudara. Jika ada sesuatu yang masih belum jelas, tanyakan di komentar - saya akan menjelaskannya.