De snaartheorie vond zijn oorsprong in een poging om de opkomende experimenten te begrijpen die de sterke kernkracht aan het licht brachten. Uiteindelijk zou een andere theorie, gebaseerd op deeltjes die quarks worden genoemd en krachtdragers die gluonen worden genoemd, deze vervangen, maar in de diepe wiskundige botten van de jonge snaartheorie zouden natuurkundigen merkwaardige structuren vinden, half-glimpse geesten, die op iets meer zouden wijzen. Iets diepers.

De snaartheorie beweert dat wat wij deeltjes noemen – de puntachtige entiteiten die vrij ronddwalen, met elkaar interacteren en zich verbinden om het grootste deel van het materiële bestaan ​​te vormen – niets anders zijn. In plaats daarvan is er slechts één soort fundamenteel object:de string. Deze snaren, die elk op de kleinst mogelijke grens van het bestaan ​​zelf bestaan, trillen. En de manier waarop die snaren trillen, bepaalt hoe ze zich manifesteren in het grotere universum. Net als noten op een tokkelende gitaar, zal een snaar die met één modus trilt, voor ons verschijnen als een elektron, terwijl een andere die op een andere frequentie trilt, zal verschijnen als een foton, enzovoort.

Snaartheorie is een gedurfde poging tot een theorie van alles. Eén enkel wiskundig raamwerk dat de deeltjes verklaart die ons maken tot wie en wat we zijn, samen met de krachten die fungeren als de fundamentele boodschappers onder die deeltjes. Ze zijn allemaal, elke quark in de kosmos en elk foton in het veld, stukjes trillende snaren.

De snaartheorie blijft de meest veelbelovende weg naar een kwantumtheorie van de zwaartekracht. Het kan deze ultieme titel claimen omdat het alle krachten van de natuur onder zijn vlag verenigt, een potentie die de unificatiedromen van het afgelopen half millennium van fysieke verkenning van de kosmos vervult, en omdat de theorie van nature een nieuw deeltje (of beter gezegd:een specifiek deeltje) omvat. trilling van een snaar) die alle juiste eigenschappen heeft om te dienen als de kwantumkrachtdrager van de zwaartekracht, de zwaartekrachtanaloog aan het foton.

De snaartheorie is nog niet getest, niet geverifieerd en nog niet eens compleet. Ondanks zijn enorme belofte en potentieel is de wiskunde die ten grondslag ligt aan de theorie zo moeilijk op te lossen dat nog niemand tot een oplossing is gekomen, laat staan ​​tot een voorspelling die op basis van experimenten kan worden voorspeld. Het lijkt erop dat de natuur ons keer op keer zal plagen. De oorspronkelijke pogingen om de zwaartekracht in een kwantumraamwerk te vouwen, storten ineen onder het gewicht van onherleidbare oneindigheden. En nu is de meest veelbelovende oplossing rond die oneindigheden, om de puntachtige deeltjes van de oude kwantumtheorie te vervangen door lussen van snaren, zo onwerkbaar dat de oneindigheden soms de voorkeur lijken te hebben.

Ondanks de tekortkomingen zijn theoretici erin geslaagd enige vooruitgang te boeken in de steeds dieper wordende bossen van de snaren, en tijdens hun zoektocht – die soms meer lijkt op gedurfde wensen waarvan we hopen dat ze ooit werkelijkheid zullen worden – zijn ze iets onverwachts tegengekomen.

Dimensionaliteit speelt een cruciale rol in de snaartheorie. De kleine trillende snaren zijn belast met de monumentale inspanning om de hele schepping te verklaren – elk soort deeltje dat ooit heeft bestaan, ooit ontdekt is, en des te meer dat we nog moeten vinden. Maar al vroeg ontdekten snaartheoretici dat de schamele drie dimensies van de ruimte niet genoeg waren; beperkt tot onze gebruikelijke en vertrouwde ruimte-tijd, kunnen snaren niet genoeg verschillende soorten trillingen ondersteunen om het volledige arsenaal aan deeltjes te verklaren.

En dus kwamen snaartheoretici met een elegante oplossing. Als het universum niet genoeg dimensies heeft om snaren de vrijheid te geven die ze nodig hebben om de hele natuurkunde te verklaren, dan moeten we de meeste dimensies aan het universum toevoegen. Moderne versies van de snaartheorie stellen dat we tien of elf ruimtelijke dimensies hebben (het verschil komt voort uit verschillende formuleringen van de theorie).

Om uit te leggen waarom deze extra dimensies tot nu toe aan onze aandacht zijn ontsnapt in onze ervaringen in dit universum, moeten de dimensies naast de bekende drie op zichzelf worden opgerold tot dezelfde ultrakleine schubben als de snaren zelf, en ze in de verborgen hoeken van perceptie en experiment. Zelfs ons vermogen om de bestanddelen van atomen zelf te onderzoeken is veel te onhandig om door te dringen tot dit door snaren gedomineerde rijk.

We hoeven ons niet bezig te houden met de structuur of eigenschappen van deze verborgen dimensies, want wat voor ons van belang is, is die snaartheorie, die beweert een opvolger te zijn in de ononderbroken keten van eenwording die vijfhonderd jaar omspant, en die beweert ooit tot bloei te komen. in een volledige theorie van kwantumzwaartekracht, erkent de mogelijkheid, door de aard van wiskundige noodzaak, dat ons universum een ​​ander aantal dimensies heeft dan we naïef zouden kunnen aannemen.

Aangeboden door Universe Today