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Introdução à teoria-M

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Em termos não técnicos, teoria-M apresenta uma idéia sobre a substância básica do universo.

O átomo , por muito tempo acredita-se ser o menor bloco de construção da matéria , nos primeiros anos do século 20 foi provado que consistem em componentes ainda menores chamadas prótons , nêutrons e elétrons , que são conhecidos como partículas subatômicas. Começando na década de 1960, outras partículas subatômicas foram descobertos. Na década de 1980, foi descoberto que protões e neutrões (e outras hádrons) são elas mesmas composta de partículas menores chamados quarks . A teoria quântica é o conjunto de regras que descreve as interações destas partículas.

Na década de 1980, um novo modelo matemático de física teórica chamado teoria das cordas surgiu. Ele mostrou como todas as partículas, e todas as formas de energia no universo, poderia ser construído por hipotéticos "cordas", unidimensionais infinitamente pequenos blocos de construção que têm apenas a dimensão de comprimento, mas não altura ou largura. Além disso, a teoria das cordas sugere que o universo é composto de múltiplas dimensões. Estamos familiarizados com altura, largura e comprimento como espaço tridimensional, e tempo dá um total de quatro dimensões observáveis. No entanto, teorias das cordas apoiou a possibilidade de dez dimensões - os restantes seis dos quais não podemos detectar diretamente. Essas "cordas" vibrar em múltiplas dimensões, e dependendo de como eles vibram, eles podem ser vistos no espaço 3-dimensional como matéria, luz, ou gravidade. É a vibração das cordas que determina se ele parece ser a matéria ou energia, e todas as formas de matéria ou energia é o resultado da vibração das cordas.

A teoria das cordas, em seguida, correu para um problema. Foi descoberta uma outra versão das equações. Em seguida, outro, e depois outro. Eventualmente, havia cinco grandes teorias das cordas, todos baseados em um universo de 10-dimensional, e todos eles parecia ser correto. Isso foi um problema, porque a ciência não pode ter cinco conjuntos aparentemente contraditórias de equações para descrever a mesma coisa.

Em meados dos anos 90, um teórico da cadeia com o nome Edward Witten, da Universidade de Maryland e outros investigadores importantes considerou que as cinco versões diferentes da teoria das cordas pode ser descrevendo a mesma coisa vista de diferentes perspectivas. Eles propuseram uma teoria unificadora chamado " Teoria M ", em que" M "não é especificamente definida, mas é geralmente entendida para significar" membrana ". M-Theory trouxe todas as teorias das cordas juntos. Ele fez isso ao afirmar que as cordas são fatias realmente 1-dimensionais de uma membrana 2-dimensional vibrando no espaço de 11 dimensões.

M-Theory ainda não está completa, mas a estrutura subjacente da matemática foi estabelecida, e está de acordo não só com todas as teorias das cordas, mas com todas as nossas observações científicas do universo. Além disso, ele passou muitos testes de consistência matemática interno, que muitas outras tentativas de combinar a mecânica quântica ea gravidade falhou. Infelizmente, até que possamos encontrar uma maneira de observar mecanicamente dimensões superiores (impossível com nosso atual nível de tecnologia) M-Theory tem um tempo muito difícil fazer previsões que podem ser testadas em um laboratório. Tecnologicamente, ele nunca pode ser possível para que possa ser "comprovada". No entanto, muitos cosmólogos , incluindo Stephen Hawking , são atraídos para M-Theory por causa de sua elegância matemática e relativa simplicidade. O físico e autor best-seller Michio Kaku observou que a Teoria M pode apresentar-nos com um " Teoria de Tudo ", que é tão conciso que sua fórmula subjacente caberia em uma t-shirt.

Livros

  • Brian Greene escreveu livros que explicam a teoria das cordas e teoria-M para o leigo em 1999, O Universo Elegante, ISBN 0-375-70811-1 e, em 2004, O Tecido do Cosmos, ISBN 0-375-41288-3.
  • Smolin, Lee. The Trouble With Física: The Rise of a Teoria das Cordas, a queda de uma Ciência, e What Comes Next (2006), Houghton Mifflin. ISBN 978-0-618-55105-7.
  • Woit, Peter. Nem sequer Errado: O fracasso da teoria da corda & o desafio permanente para unificar as leis da Física de 2006. ISBN 0-224-07605-1 (Jonathan Cape), ISBN 0-465-09275-6 (Basic Books)
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