Introduction à la théorie-M
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En termes non techniques, la théorie-M présente une idée de la substance fondamentale de l'univers.
L' atome , longtemps cru être le plus petit bâtiment-bloc de la matière , dans les premières années du 20ème siècle a été prouvé consister en encore plus petits composants appelés protons , neutrons et électrons , qui sont connus comme particules subatomiques. Dès les années 1960, d'autres particules subatomiques ont été découverts. Dans les années 1980, on a découvert que les protons et les neutrons (et d'autres hadrons) sont eux-mêmes constitués de petites particules appelées quarks . La théorie quantique est l'ensemble des règles qui décrit les interactions de ces particules.
Dans les années 1980, un nouveau modèle mathématique de physique théorique appelé la théorie des cordes ont émergé. Il a montré comment toutes les particules, et toutes les formes d'énergie dans l'univers, pourrait être construit par des «chaînes» hypothétiques à une dimension infiniment petits-blocs qui ne ont que la dimension de la longueur, mais pas la hauteur ou la largeur. En outre, la théorie des cordes a suggéré que l'univers est composé de multiples dimensions. Nous sommes familiers avec la hauteur, la largeur et la longueur que l'espace tridimensionnel, et le temps donne un total de quatre dimensions observables. Cependant, la théorie des cordes ont soutenu la possibilité de dix dimensions - les 6 autres dont nous ne pouvons pas détecter directement. Ces «cordes» vibrent dans de multiples dimensions, et selon la façon dont ils vibrent, ils peuvent être vus dans l'espace en 3 dimensions comme matière, la lumière, ou la gravité. Ce est la vibration de la corde qui détermine si elle semble être la matière ou de l'énergie, et chaque forme de la matière ou de l'énergie est le résultat de la vibration des cordes.
La théorie des cordes, puis a couru dans un problème. Une autre version des équations a été découvert. Puis un autre, puis un autre. Finalement, il y avait cinq grandes théories des cordes, tous basés sur un univers 10 dimensions, et tous semblaient être exacts. Ce était un problème, parce que la science ne peut pas avoir cinq ensembles apparemment contradictoires d'équations pour décrire la même chose.
Au milieu des années 90, un théoricien de la chaîne nommée Edward Witten de l'Université du Maryland et d'autres chercheurs importants considéré que les cinq versions différentes de la théorie des cordes pourraient être décrivant la même chose vue sous des angles différents. Ils ont proposé une théorie unificatrice appelée " M-Theory ", dans lequel le" M "ne est pas définie, mais est généralement compris de se présenter aux« membrane ». M-Theory a toutes les théories des cordes ensemble. Il l'a fait en affirmant que les chaînes sont des tranches vraiment une dimensions d'une membrane vibrante deux dimensions dans l'espace à 11 dimensions.
M-Theory ne est pas encore terminée, mais la structure sous-jacente des mathématiques a été établi et est en accord avec non seulement tous les théories des cordes, mais avec tous nos observations scientifiques de l'univers. En outre, il a passé de nombreux tests de cohérence mathématique interne, que beaucoup d'autres tentatives de combiner la mécanique quantique et la gravité ont échoué. Malheureusement, jusqu'à ce que nous pouvons trouver un moyen d'observer mécaniquement dimensions supérieures (impossible avec notre niveau actuel de la technologie) M-Theory a un temps très difficile de faire des prédictions qui peuvent être testés dans un laboratoire. Technologiquement, il ne peut jamais être possible pour qu'il soit «prouvé». Cependant, de nombreux cosmologistes , y compris Stephen Hawking , sont attirés par M-Theory en raison de son élégance mathématique et la simplicité relative. Physicien et auteur à succès Michio Kaku a remarqué que M-Theory peut nous présenter une " Theory of Everything "qui est si concise que sa formule sous-jacente se inscrirait sur un t-shirt.
Livres
- Brian Greene a écrit des livres pour expliquer la théorie des cordes et la théorie-M pour le profane en 1999, The Elegant Universe, ISBN 0-375-70811-1, et en 2004, Le tissu du Cosmos, ISBN 0-375-41288-3.
- Smolin, Lee. The Trouble With Physics: The Rise of String Theory, l'automne d'une science, et ce qui vient après (2006), Houghton Mifflin. ISBN 978-0-618-55105-7.
- Woit, Peter. Même pas faux: L'échec de la théorie des cordes et le défi continue d'unifier les lois de la physique, 2006. ISBN 0-224-07605-1 (Jonathan Cape), ISBN 0-465-09275-6 (Basic Books)
