Stephen Hawking espérais que la M-théorie d'expliquer l'Univers. Quelle est cette théorie?

Il Ya une légende que Albert Einstein a passé ses dernières heures sur Terre, en dessinant quelque chose sur un morceau de papier dans une dernière tentative de formuler une théorie. 60 ans plus tard et l'autre le légendaire scientifique dans le domaine de la physique théorique Stephen Hawking, quitte ce monde avec les mêmes pensées. Nous savons que Hawking a cru que le soi-disant M-théorie — notre meilleure chance de créer une théorie complète de l'univers. Mais que c'est?

Depuis, comme en 1915, il a été formulé une théorie générale de la relativité d'Einstein, chaque physicien théoricien rêvait de réconcilier notre compréhension de l'infiniment petit monde des atomes et des particules infiniment grand de l'échelle de l'espace. Si bien décrit par les équations d'Einstein, le premier avec une extraordinaire précision prévoit la norme dite le modèle de l'interaction fondamentale.

Notre compréhension actuelle consiste dans le fait que les interactions entre les objets physiques que décrit quatre forces fondamentales. Deux d'entre eux — de la gravité et de l'électromagnétisme — se manifestent pour nous, au niveau macroscopique, nous avons avec eux chaque jour. Les deux autres — un faible et l'interaction forte — se manifestent sur une très petite échelle et c'est seulement lorsque nous avons affaire à субатомными processus.

Modèle Standard de l'interaction fondamentale fournit une structure unique pour trois de ces forces, mais la gravité ne veut pas s'inscrire dans cette image. Malgré une description précise des phénomènes à grande échelle, tels que le comportement de planètes ou la dynamique des galaxies, la théorie de la relativité cesse de travailler sur de très courtes distances. Selon le modèle Standard, toutes les forces sont médiées par certaines particules. Dans le cas de la gravité effectue le travail graviton. Mais quand nous essayons de calculer l'interaction de ces gravitons, apparaissent absurdes de l'infini dans les équations.

Complet de la théorie de la gravité doit être un travail à tous les échelons et de prendre en compte la nature quantique fondamentale des particules. Cela permettrait d'ajuster la force de la gravité dans la structure conjointe avec les trois autres interactions fondamentales, créant ainsi un proverbiale de la théorie du tout. Bien sûr, depuis la mort d'Albert Einstein en 1955, fut accompli des progrès significatifs dans ce domaine. Notre meilleur candidat est aujourd'hui porte le nom de M-théorie.

la Révolution des cordes

Pour comprendre l'idée de base de la M-théorie, vous avez besoin de revenir dans les années 1970, quand les scientifiques ont réalisé qu'au lieu de décrire l'univers, en se basant sur des particules ponctuelles, il serait préférable de décrire la forme oscillante cordes de l'énergie et de conduits). Une nouvelle façon de compréhension, les éléments les plus fondamentaux de la nature a conduit à la résolution de nombreux problèmes théoriques. Tout d'abord, une oscillation des cordes peut être interprété comme un graviton. Et contrairement à la théorie de la gravitation, la théorie des cordes peut décrire l'interaction de mathématique et de ne pas recevoir d'étranges бесконечностей. Donc, la gravité, vous pouvez l'inclure dans la structure.

Après cette волнительного ouvrir les physiciens théoriciens ont mis beaucoup d'efforts pour se rendre compte de ses conséquences. Mais, comme cela arrive souvent avec les études scientifiques, l'histoire de la théorie des cordes est pleine de hauts et de bas. D'abord, les gens ont été surpris qu'elle prédisait l'existence de particules, qui se déplace plus vite que la lumière, le soi-disant «тахион». Cette prédiction est entré en contradiction avec toutes les observations expérimentales et jeté une grave ombre sur la théorie des cordes.

Toutefois, ce problème a été résolu au début des années 1980 avec l'introduction dans la théorie des cordes est la soi-disant “supersymétrie”. Elle prévoit que chaque particule a son суперпартнер et de l'extraordinaire coïncidence, la même condition élimine тахион. Ce premier succès est largement connu comme la “première cordes de la révolution”.

Une Autre particularité dans le fait que la théorie des cordes nécessite l'existence de dix dimensions d'espace-temps. À l'heure actuelle, nous savons que quatre: la profondeur, la hauteur, la largeur et l'heure. Bien que cela ressemble à un obstacle de taille, proposait déjà des solutions, et actuellement, il est semble plutôt inhabituelle caractéristique, plutôt que le problème.

Par Exemple, on pourrait exister dans un monde à quatre dimensions, sans aucun accès aux autres dimensions. Ou l'excès de la mesure pouvait être “compacte” et умещены dans ces petites échelles, qu'on ne les remarquaient se. Cependant, les différents компактификации auraient conduit à d'autres valeurs des constantes physiques et des autres lois de la physique. Une solution possible consiste en ce que notre Univers est juste un des nombreux dans l'infinie “multiple de l'univers”, géré par les différentes lois physiques.

M-théorie

Restait un autre problème qui ne donnait pas le repos des théoriciens des cordes. Méticuleux classification a révélé l'existence de cinq consécutifs théories des cordes, et il n'était pas clair, pourquoi la nature doit choisir parmi cinq.

Et ici entre en jeu la M-théorie. Au cours de la deuxième révolution des cordes, en 1995, de la physique ont suggéré que les cinq théories des cordes sur le fait que les différents visages de l'unique théorie qui existe dans le onze de l'espace-temps des mesures et appelé M-théorie. Elle comprend chaque corde de la théorie physiques différents contextes, tout en restant de travail pour tous. Cette incroyablement fascinant peinture a conduit la plupart des physiciens théoriques à l'idée que le M-théorie deviendra la théorie de tout, et elle est aussi mathématiquement plus cohérent,que le reste de la théorie proposée.

Quoi qu'il en soit, jusqu'à ce que la M-théorie n'a pas pu produire des prédictions qui peuvent être testées expérimentalement. La supersymétrie est en cours d'expérimentation sur le Grand collisionneur de hadrons (lhc). Si les scientifiques pouvaient trouver des signes de l'existence de суперпартнеров, c'est finalement renforcerait la position de la M-théorie. Mais moderne de la physique théorique n'est pas en mesure de donner des prédictions vérifiables, et le pilote ne peut pas imaginer pour cette analyse des expériences.

La Plupart des grands physiciens et les cosmologistes obsédé par le désir de le trouver sympa et facile description du monde, ce qui pourrait expliquer tout. Et bien que nous n'en sommes pas là, sans ingénieuses et créatives des gens comme Hawking ce serait du tout impossible.