Elegant Universe – String’s The Thing

Ini rahasia sedikit dikenal namun selama lebih dari setengah abad awan gelap telah menimpa ilmu pengetahuan modern. Inilah masalahnya: pemahaman kita tentang alam semesta didasarkan pada dua teori yang terpisah. Salah satunya adalah teori umum relativitas Einstein-itu adalah cara memahami hal-hal terbesar di alam semesta, hal-hal seperti bintang dan galaksi. Tapi hal-hal kecil di alam semesta, atom dan partikel sub-atomik, bermain dengan seperangkat peraturan yang berbeda sama sekali disebut, “mekanika kuantum.”

Kedua set peraturan masing-masing sangat akurat dalam domain sendiri tapi setiap kali kami mencoba untuk menggabungkan mereka, untuk memecahkan beberapa misteri terdalam di alam semesta, terjadi bencana.

Ambil awal alam semesta, “big bang”. Pada suatu saat kecil nugget meletus keras. Selama 14 miliar tahun depan alam semesta diperluas dan didinginkan ke bintang-bintang, galaksi dan planet kita lihat sekarang ini. Tetapi jika kita menjalankan film kosmik secara terbalik, semua yang sekarang buru-buru selain kembali bersama-sama, sehingga alam semesta semakin kecil, lebih panas dan lebih padat saat kembali ke awal waktu.

Satu set baru ide-ide yang disebut “teori string” mungkin dapat melakukannya. Dan jika benar, akan menjadi salah satu blockbuster terbesar dalam sejarah ilmu pengetahuan. Suatu hari, teori string mungkin dapat menjelaskan seluruh alam, dari bit terkecil dari materi ke terjauh alam semesta, dengan hanya menggunakan satu unsur tunggal: helai bergetar kecil energi yang disebut string.

Tapi sebelum kita bisa menemukan teori itu, kita perlu mengambil perjalanan yang fantastis untuk melihat mengapa dua set hukum kami telah saling bertentangan. Dan pemberhentian pertama dalam perjalanan aneh adalah wilayah objek yang sangat besar.

Untuk menggambarkan alam semesta dalam skala besar kita menggunakan satu set undang-undang, teori umum relativitas Einstein, dan itu teori karya gravitasi bagaimana. Relativitas umum gambar ruang sebagai semacam seperti trampolin, kain halus bahwa benda-benda berat seperti bintang dan planet-planet dapat warp dan meregang.

Sekarang, menurut teori, ini warps dan kurva menciptakan apa yang kita rasakan sebagai gravitasi. Artinya, tarik gravitasi yang membuat bumi di orbit mengelilingi matahari benar-benar tidak lebih dari planet kita mengikuti kurva dan kontur yang menciptakan matahari di kain spasial.

Tapi halus, lembut melengkung gambar ruang yang diramalkan oleh hukum relativitas umum bukan keseluruhan cerita. Untuk memahami alam semesta dalam skala yang sangat kecil, kita harus menggunakan seperangkat hukum kami yang lain, mekanika kuantum. Dan seperti yang akan kita lihat, mekanika kuantum memberikan gambaran ruang sangat drastis berbeda dari relativitas umum bahwa Anda akan berpikir mereka benar-benar menggambarkan dua dunia yang terpisah.

Untuk melihat konflik antara relativitas umum dan mekanika kuantum kita perlu cara mengecilkan, cara, cara turun dalam ukuran. Dan ketika kami meninggalkan dunia benda besar di belakang dan pendekatan alam mikroskopis, gambar akrab ruang di mana segala sesuatu berperilaku diduga mulai diganti oleh dunia dengan struktur yang jauh lebih tertentu.

Dan jika kita terus menyusut, dan mendapatkan miliaran miliar kali lebih kecil daripada bit terkecil dari materi-atom dan partikel-partikel kecil dalam diri mereka-hukum, sangat kecil mekanika kuantum, mengatakan bahwa kain ruang menjadi bergelombang dan kacau . Akhirnya kami mencapai dunia sehingga turbulen itu menentang akal sehat.

Di sini, ruang dan waktu sehingga geliat dan terdistorsi bahwa ide-ide konvensional kiri dan kanan, atas dan bawah, bahkan sebelum dan sesudah, rusak. Tidak ada cara untuk mengetahui dengan pasti bahwa aku di sini, atau di sini atau kedua tempat sekaligus. Atau mungkin aku tiba di sini sebelum aku tiba di sini.

Dalam dunia kuantum yang baru saja Anda tidak bisa pin semuanya turun. Ini adalah tempat yang secara inheren liar dan fanatik.

Ruang dan waktu yang diramalkan oleh mekanika kuantum adalah bertentangan langsung dengan model halus, teratur, geometrik ruang dan waktu yang dijelaskan oleh relativitas umum.

Jika kita dapat menemukan persamaan itu, bagaimana alam semesta benar-benar bekerja pada setiap waktu dan tempat akhirnya akan terungkap. Anda lihat, apa yang kita butuhkan adalah sebuah teori yang dapat mengatasi sangat kecil dan sangat besar, yang mencakup baik mekanika kuantum dan relativitas umum, dan tidak pernah rusak, pernah.

Bagi fisikawan, menemukan sebuah teori yang menyatukan relativitas umum dan mekanika kuantum Holy Grail, karena kerangka kerja yang akan memberi kita teori matematika tunggal yang menjelaskan semua kekuatan yang aturan alam semesta kita. Relativitas umum menggambarkan paling dikenal dari kekuatan-kekuatan: gravitasi. Tapi mekanika kuantum menggambarkan tiga gaya lain: gaya nuklir kuat yang bertanggung jawab untuk menempelkan proton dan neutron bersama-sama dalam atom; elektromagnetisme, yang menghasilkan cahaya, listrik dan daya tarik magnet, dan gaya nuklir lemah: itulah gaya yang bertanggung jawab untuk peluruhan radioaktif.

Albert Einstein menghabiskan 30 tahun terakhir hidupnya mencari cara untuk menggambarkan kekuatan alam dalam suatu teori tunggal, dan sekarang teori string dapat memenuhi impiannya untuk unifikasi.

Selama berabad-abad, para ilmuwan telah membayangkan bahan dasar alam-atom dan partikel-partikel kecil dalam diri mereka-seperti bola kecil atau poin. Tetapi teori string menyatakan bahwa di jantung setiap bit materi adalah kecil, alur bergetar energi disebut string. Dan generasi baru ilmuwan berpendapat string ini sangat kecil adalah kunci untuk menyatukan dunia yang besar dan dunia kecil dalam sebuah teori tunggal.
Selama sekitar 2.000 tahun, semua kita dasarnya fisika telah menggunakan … dasarnya kita sedang berbicara tentang bola bilyar. Gagasan tentang string adalah suatu pergeseran paradigma, karena bukan bola bilyar, Anda harus menggunakan sedikit untaian spaghetti.

Tapi tidak semua orang terpikat ini teori baru. Sejauh ini belum ada percobaan yang dirancang dapat membuktikan ini string kecil ada.

Ada fisikawan dan ada teori string.. Mereka akan menyangkal bahwa, ini teori string, tapi semacam fisika yang belum diuji, itu tidak membuat prediksi yang ada hubungannya dengan percobaan yang bisa dilakukan di laboratorium atau dengan pengamatan yang dapat dibuat dalam ruang atau dari teleskop. Dan aku dibesarkan untuk percaya, dan aku masih percaya, fisika yang merupakan ilmu eksperimental. Ini berkaitan dengan hasil untuk percobaan, atau dalam kasus astronomi, pengamatan.

Dari awal, banyak ilmuwan menganggap teori string terlalu jauh. Dan terus terang, cara yang aneh-teori berevolusi dalam serangkaian twists, berbalik dan kecelakaan-hanya membuatnya tampak lebih tidak mungkin.

Pada akhir 1960-an seorang fisikawan muda Italia, bernama Gabriele Veneziano, sedang mencari satu set persamaan yang akan menjelaskan gaya nuklir kuat, lem yang sangat kuat yang memegang inti atom setiap bersama mengikat proton neutron. Seperti ceritanya, ia terjadi pada buku berdebu tentang sejarah matematika, dan di dalamnya ia menemukan persamaan berusia 200 tahun, pertama ditulis oleh seorang ahli matematika Swiss, Leonhard Euler. Veneziano tercengang saat menemukan bahwa persamaan Euler, lama dianggap tak lebih dari sebuah rasa ingin tahu matematika, tampaknya untuk menggambarkan kekuatan yang kuat.

Namun ditemukan, persamaan Euler, yang secara ajaib menjelaskan gaya kuat, mengambil hidup sendiri. Ini adalah kelahiran teori string. Lulus dari kolega ke kolega, persamaan Euler berakhir di papan tulis di depan seorang fisikawan Amerika yang masih muda, Leonard Susskind.

Susskind mundur ke loteng untuk menyelidiki. Dia mengerti bahwa rumus kuno menggambarkan kekuatan yang kuat matematis, tetapi di bawah simbol abstrak ia sekilas melihat sesuatu yang baru.

Aku cukup yakin pada waktu itu bahwa aku adalah satu-satunya di dunia yang tahu ini.

Susskind menuliskan penemuannya memperkenalkan gagasan revolusioner string. Tapi sebelum korannya dapat diterbitkan itu harus ditinjau oleh panel ahli.

Sebagai Susskind tenggelam kesedihannya atas penolakan jauh ide luar nya, tampaknya teori string sudah mati.

Sementara itu, arus utama sains itu memeluk partikel sebagai titik, bukan string. Selama beberapa dekade, fisikawan telah menjelajahi perilaku partikel mikroskopis dengan menghancurkan mereka bersama-sama dengan kecepatan tinggi dan mempelajari orang-orang tabrakan. Dalam hujan partikel yang dihasilkan, mereka menemukan alam yang jauh lebih kaya daripada yang mereka pikir.

Sekali sebulan akan ada suatu penemuan partikel baru: Rho meson, partikel Omega, partikel B, partikel B1, B2 partikel, Phi, Omega … surat lebih digunakan daripada ada dalam huruf paling. Itu adalah ledakan penduduk partikel.

Dan di kebun binatang ini partikel baru, para ilmuwan tidak hanya menemukan blok bangunan penting. Membiarkan teori string dalam debu, fisikawan membuat prediksi mengejutkan dan aneh: bahwa kekuatan alam juga dapat dijelaskan dengan partikel.

Sekarang, ini adalah ide yang sangat aneh, tapi itu seperti menangkap permainan di mana pemain seperti saya dan saya adalah partikel dari materi. Dan bola yang kita lempar bolak-balik adalah partikel kekuatan. Ini disebut partikel pembawa pesan.

Misalnya, dalam kasus magnet, yang gaya elektromagnetik-bola-akan foton. Semakin partikel ini utusan atau foton yang dipertukarkan antara kita, semakin kuat daya tarik magnetis. Dan ilmuwan meramalkan bahwa itu pertukaran partikel ini messenger yang menciptakan apa yang kita rasakan sebagai kekuatan. Percobaan dikonfirmasi prediksi ini dengan penemuan partikel utusan untuk elektromagnetisme, gaya kuat dan gaya lemah.

Dan menggunakan partikel yang baru ditemukan ilmuwan mendekati mimpi Einstein menyatukan kekuatan. Fisikawan partikel beralasan bahwa jika kita memundurkan film kosmik untuk saat-saat sesaat setelah ledakan besar, sekitar 14 miliar tahun lalu ketika alam semesta triliunan derajat lebih panas, partikel utusan untuk elektromagnetisme dan gaya lemah akan dibedakan. Sama seperti batu es mencair ke dalam air di bawah terik matahari, penelitian menunjukkan bahwa ketika kita mundur dengan kondisi yang sangat panas Big Bang, gaya lemah dan elektromagnetik berbaur bersama-sama dan bersatu menjadi sebuah kekuatan yang bernama “elektrolemah itu.”

Dan fisikawan percaya bahwa jika Anda roll film kosmik kembali bahkan lebih lanjut, elektrolemah akan bersatu dengan kekuatan yang kuat dalam satu grand “kekuatan super.” Meskipun yang belum dibuktikan, mekanika kuantum mampu menjelaskan bagaimana tiga dari pasukan beroperasi pada tingkat sub-atomik.

Para penemu dari Model Standar, baik nama dan teori, adalah toast komunitas ilmiah, menerima Hadiah Nobel setelah Hadiah Nobel. Namun di balik gembar-gembor itu merupakan kelalaian melotot. Meskipun model standar menjelaskan tiga dari kekuatan yang memerintah dunia yang sangat kecil, tidak termasuk kekuatan yang paling akrab, gravitasi.

Dibayangi oleh Model Standar, teori string menjadi terpencil fisika.

Itu bukan diambil serius oleh banyak masyarakat, tetapi perintis awal teori string yakin bahwa mereka dapat realitas bau dan terus mengejar ide tersebut.

teori string awal memiliki sejumlah masalah. Satu adalah bahwa itu diperkirakan partikel yang kita tahu adalah unphysical. Ini apa yang disebut tachyon “,” sebuah partikel yang bergerak lebih cepat dari cahaya.

Ada penemuan bahwa teori ini memerlukan sepuluh dimensi, yang sangat mengganggu, tentu saja, karena jelas bahwa lebih dari ada.

itu partikel ini tak bermassa yang tidak terlihat dalam eksperimen.

Jadi teori ini tampaknya tidak masuk akal.

Pada tahun 1973, hanya sedikit fisikawan muda masih bergulat dengan persamaan jelas teori string. Salah satunya adalah John Schwarz, yang sedang sibuk mengatasi berbagai masalah teori string, di antaranya sebuah partikel tak bermassa misterius yang diramalkan oleh teori tetapi tidak pernah terlihat di alam, dan berbagai anomali atau inkonsistensi matematika.

Selama empat tahun, Schwarz mencoba tegar menjinakkan persamaan teori string, mengubah, menyesuaikan, menggabungkan dan mengkombinasikan mereka dengan cara yang berbeda. Tapi tidak ada yang berhasil. Di ambang meninggalkan teori string, Schwarz telah ilham: mungkin persamaan-temannya menggambarkan gravitasi. Tapi itu berarti mempertimbangkan kembali ukuran dari untaian kecil energi.

Dengan anggapan bahwa string seratus miliar miliar kali lebih kecil dari atom, salah satu kejahatan teori itu menjadi suatu kebajikan.

Partikel misterius John Schwarz telah berusaha menyingkirkan sekarang tampaknya graviton, partikel dicari panjang setelah percaya untuk mengirimkan gravitasi di tingkat kuantum.

teori String telah menghasilkan potongan dari teka-teki yang hilang dari model standar. Schwarz dikirimkan untuk publikasi terobosan baru teorinya menjelaskan bagaimana gravitasi bekerja di dunia sub-atomik.

Sekali lagi teori string jatuh di telinga tuli. Tapi Schwarz tidak akan mundur. Dia melihat sekilas Holy Grail. Jika string gravitasi dijelaskan pada tingkat kuantum, mereka harus menjadi kunci untuk pemersatu empat gaya. Dia bergabung dalam upaya ini dengan salah satu ilmuwan lainnya hanya bersedia mengambil risiko karirnya pada string, Michael Green.

Tapi untuk keyakinan Green untuk melunasi, ia dan Schwarz harus menghadapi kenyataan bahwa pada awal 1980-an, teori string masih memiliki kelemahan fatal dalam matematika dikenal sebagai “anomali.” Sebuah anomali hanya terdengar seperti apa. Ini sesuatu yang aneh atau tidak pada tempatnya, sesuatu yang bukan milik.

Sekarang seperti ini hanyalah anomali aneh. Tapi anomali matematika bisa mengeja azab untuk teori fisika. Mereka sedikit rumit, jadi di sini adalah contoh sederhana: katakan mari kita punya teori di mana kedua persamaan menggambarkan salah satu sifat fisik dari alam semesta kita. Sekarang jika saya memecahkan persamaan ini di sini, dan saya menemukan x = 1, dan jika aku memecahkan persamaan ini di sini dan menemukan x = 2, aku tahu teori saya anomali karena seharusnya hanya ada satu nilai untuk X. Kecuali saya dapat merevisi persamaan saya untuk mendapatkan nilai yang sama untuk X pada kedua belah pihak, teori itu sudah mati.

Pada awal 1980-an, teori string penuh dengan jenis matematis anomali seperti ini, meskipun persamaan yang lebih kompleks. Masa depan teori tergantung pada Ridding persamaan inkonsistensi ini fatal.

Setelah Schwarz dan Green memerangi anomali dalam teori string untuk lima tahun, pekerjaan mereka memuncak pada suatu malam di musim panas 1984.

Hebatnya semuanya direbus ke perhitungan tunggal. Di satu sisi papan tulis yang mereka punya 496. Dan jika mereka mendapat nomor yang sesuai di sisi lain akan membuktikan teori string bebas dari anomali.

Nomor-nomor yang cocok berarti teori itu bebas dari anomali. Dan memiliki kedalaman matematis untuk mencakup semua empat kekuatan.

Jadi tidak hanya diakui bahwa string bisa menjelaskan gravitasi tetapi bisa juga menggambarkan kekuatan lain. Jadi kita berbicara dalam hal unifikasi. Dan kami melihat ini sebagai kemungkinan mewujudkan mimpi bahwa Einstein telah menyatakan dalam tahun-tahun terakhirnya, penyatuan kekuatan yang berbeda dalam beberapa kerangka kerja yang lebih dalam.

kali ini reaksi itu meledak. Dalam waktu kurang dari setahun, jumlah teori string melompat dari hanya segelintir kepada ratusan.

Teori dawai adalah dibaptis “Teori Segalanya.”

Pada awal musim gugur 1984, saya datang ke sini, ke Oxford University, untuk memulai studi saya lulus dalam fisika. Beberapa minggu setelah itu, aku melihat poster untuk kuliah oleh Michael Green. Aku tidak tahu siapa dia, tapi, sekali lagi, saya benar-benar tidak tahu siapa orang itu. Tapi judul kuliah adalah sesuatu seperti “Teori Segalanya.” Jadi, bagaimana mungkin aku menolak?

Versi baru dari teori string elegan sepertinya mampu menggambarkan semua blok bangunan alam.

Begini caranya: dalam setiap butir pasir miliaran atom kecil. Setiap atom terbuat dari bit yang lebih kecil dari materi, elektron mengorbit inti terbuat dari proton dan neutron, yang terbuat dari bit yang lebih kecil dari materi yang disebut quark. Tetapi teori string mengatakan ini adalah bukan akhir baris. Itu membuat klaim mengejutkan bahwa partikel yang membentuk segala sesuatu di alam semesta terbuat dari bahan yang lebih kecil, helai menggeliat kecil energi yang terlihat seperti string. Masing-masing string yang terbayangkan kecil. Bahkan, jika atom diperbesar dengan ukuran tata surya, string hanya akan sebagai besar sebagai pohon!

Dan ini ide kunci. Sama seperti pola getaran frekuensi yang berbeda atau string cello tunggal menciptakan apa yang kita dengar sebagai catatan musik yang berbeda, cara-cara yang berbeda yang string bergetar memberikan sifat partikel mereka yang unik, seperti massa dan muatan. Misalnya, satu-satunya perbedaan antara partikel yang membentuk Anda dan saya dan partikel yang mengirimkan gravitasi dan kekuatan-kekuatan lainnya adalah cara ini string kecil bergetar.

Terdiri dari sejumlah besar string tersebut berosilasi, alam semesta dapat dianggap sebagai simfoni kosmik besar. Dan ide ini elegan menyelesaikan konflik antara gambar gelisah tak terduga kami ruang pada skala subatomik dan gambar yang halus kami ruang pada skala besar.

Ini adalah teori kuantum jitteriness versus kelembutan teori umum relativitas Einstein yang membuatnya begitu sulit untuk menjembatani dua, untuk menjahit mereka bersama-sama. Sekarang, apa teori string tidak, ia datang bersama dan pada dasarnya menenangkan kegugupan mekanika kuantum. Menyebar mereka mengambil berdasarkan ide lama dari suatu partikel titik dan menyebar keluar ke dalam string. Jadi perilaku gelisah ada, tapi hanya cukup kurang kekerasan yang teori kuantum dan relativitas umum bersama-sama menjahit sempurna dalam kerangka ini.

Ini merupakan kemenangan matematika. Dengan apa-apa kecuali untaian ini bergetar kecil energi, teori string mengklaim memenuhi impian Einstein menyatukan semua kekuatan dan semua materi.

Tapi ini teori baru yang radikal mengandung celah dalam lapis baja.

percobaan ada yang bisa memeriksa apa yang terjadi pada jarak yang sedang dipelajari. observasi Tidak dapat berhubungan dengan jarak tersebut kecil atau energi tinggi. Artinya, tidak ada percobaan yang bisa dilakukan, atau apakah ada pengamatan yang bisa dilakukan, yang akan berkata, “Kalian salah.” Teori ini aman, aman secara permanen.

Membuat string teori lebih keras untuk membuktikan, adalah bahwa, dalam rangka untuk bekerja, kompleks membutuhkan persamaan sesuatu yang terdengar seperti itu langsung keluar dari fiksi ilmiah: ekstra dimensi ruang.

Untuk dianggap serius, teori string harus menjelaskan bagaimana ini prediksi aneh mungkin benar. Dan mereka mengklaim bahwa gagasan jauh dari dimensi ekstra mungkin lebih turun ke bumi dari Anda akan berpikir.

Mari kutunjukkan apa yang saya maksud. Aku pergi untuk melihat seorang pria yang adalah salah satu orang pertama yang berpikir tentang ide ini aneh. Aku harus menemuinya di 04:00 di apartemennya di Fifth Avenue dan 93 Street, di lantai dua. Sekarang, untuk bisa sampai ke pertemuan ini, saya perlu empat potongan informasi: satu untuk masing-masing dari tiga dimensi ruang-sebuah jalan, sebuah jalan dan nomor lantai dan satu lagi untuk waktu, dimensi keempat. Anda dapat berpikir tentang ini sebagai empat dimensi pengalaman umum: kiri-kanan, back-mandir, naik-turun dan waktu.

Ternyata, gagasan aneh bahwa ada dimensi tambahan kembali membentang hampir satu abad. Kemampuan kita bahwa kita hidup di alam semesta tiga dimensi ruang benar-benar tampaknya diragukan. Tapi pada 1919, Theodor Kaluza, seorang matematikawan Jerman hampir tidak dikenal, memiliki keberanian untuk menantang jelas. Dia menyarankan bahwa mungkin, mungkin saja, alam semesta kita memiliki satu dimensi lagi yang untuk beberapa alasan kita tidak bisa melihat.

Anda lihat, Kaluza mengirim ide tentang sebuah dimensi ruang tambahan untuk Albert Einstein. Dan meskipun Einstein awalnya antusias, ia kemudian tampak goyah, dan selama dua tahun mengangkat publikasi kertas Kaluza’s. Akhirnya, kertas Kaluza itu diterbitkan-setelah Einstein memutuskan dimensi ekstra cangkir teh.

Inilah gagasan itu. Pada 1916, Einstein menunjukkan bahwa gravitasi hanyalah warps dan riak dalam empat dimensi akrab ruang dan waktu. Hanya tiga tahun kemudian, Kaluza mengusulkan agar elektromagnetisme juga mungkin riak. Tapi bagi yang benar, Kaluza membutuhkan tempat bagi mereka riak terjadi. Jadi Kaluza dimensi tersembunyi mengusulkan tambahan ruang.

Tapi kalau Kaluza benar, di mana dimensi ekstra? Dan apa yang akan terlihat seperti dimensi ekstra? Bisakah kita bahkan membayangkan mereka? Yah, bangunan atas kerja Kaluza itu, fisikawan Swedia Oskar Klein menyarankan jawaban yang tidak biasa.

Lihatlah kabel pendukung yang lampu lalu lintas. Dari jauh aku tidak bisa melihat bahwa mereka memiliki ketebalan apapun. Masing-masing tampak seperti sesuatu-line dengan hanya satu dimensi saja.

Tapi anggaplah kita bisa menjelajahi salah satu kabel cara dekat, seperti dari sudut pandang semut. Sekarang dimensi kedua yang membungkus kabel menjadi terlihat. Dari titik pandang, semut dapat bergerak maju dan mundur, dan juga bisa bergerak searah jarum jam dan berlawanan.

Jadi dimensi bisa datang dalam dua varietas. Mereka bisa panjang dan membentangkan seperti panjang kabel, tetapi mereka juga dapat kecil dan meringkuk seperti arah melingkar yang membungkus di sekitarnya.

Kaluza dan Klein membuat saran liar bahwa struktur alam semesta kita mungkin jenis seperti permukaan kabel, yang memiliki keduanya dimensi diperpanjang besar, tiga yang kita tahu tentang, tetapi juga kecil, meringkuk dimensi, meringkuk sangat kecil- milyaran kali lebih kecil daripada satu atom-bahwa kita tidak bisa melihat mereka. Dan persepsi kita bahwa kita hidup di alam semesta dengan tiga dimensi spasial mungkin tidak benar setelah semua. Kami benar-benar dapat tinggal di alam semesta dengan lebih dari memenuhi dimensi mata.

Jadi apa yang akan dimensi-dimensi ekstra seperti? Kaluza dan Klein mengusulkan bahwa jika kita bisa menyusut milyaran kali, kita akan menemukan satu tambahan kecil, meringkuk dimensi yang terletak di setiap titik dalam ruang. Dan persis seperti semut dapat menjelajahi dimensi lingkaran yang membungkus di sekitar kabel lampu lalu lintas, dalam teori semut yang miliaran kali lebih kecil juga bisa menjelajahi kecil, meringkuk, dimensi melingkar.

Ide bahwa ada ekstra dimensi di sekitar kita terletak di jantung teori string. Bahkan permintaan matematika teori string tidak satu, tetapi enam dimensi ekstra, memutar dan meringkuk menjadi bentuk kecil yang kompleks yang mungkin terlihat seperti ini.

Jika teori string benar kita harus mengakui bahwa ada dimensi yang benar-benar lebih di luar sana, dan aku menemukan bahwa benar-benar mengejutkan.

Ketika kita berbicara dimensi tentang tambahan yang kita harfiah berarti dimensi tambahan ruang yang sama dengan dimensi ruang yang kita lihat di sekitar kita. Dan satu-satunya perbedaan antara mereka ada hubungannya dengan bentuknya.

Tapi bagaimana mungkin dimensi-dimensi tambahan kecil, meringkuk dalam bentuk aneh seperti itu, memiliki dampak pada dunia kita sehari-hari? Nah, menurut teori string, bentuk adalah segalanya.

Karena bentuknya, klakson Perancis dapat menghasilkan puluhan catatan berbeda. Bila Anda menekan salah satu tombol Anda mengubah catatan, karena Anda mengubah bentuk ruang didalamnya tanduk di mana udara beresonansi. Dan kami pikir meringkuk dimensi spasial dalam teori string bekerja dengan cara yang sama.

Jika kita bisa menyusut cukup kecil untuk terbang ke salah satu dari enam bentuk dimensi kecil yang diramalkan oleh teori string kita akan melihat bagaimana dimensi ekstra twisted dan meringkuk kembali satu sama lain, mempengaruhi bagaimana string, dengan bahan dasar alam semesta kita, bergerak dan bergetar. Dan ini bisa menjadi kunci untuk memecahkan salah satu misteri alam yang paling mendalam.

Anda lihat, alam semesta kita adalah jenis seperti mesin tersetel. Para ilmuwan telah menemukan bahwa ada 20 angka, 20 konstanta fundamental alam semesta yang memberikan karakteristik kita lihat sekarang ini. Ini adalah angka seperti berapa banyak elektron berat, kekuatan gravitasi, gaya elektromagnetik dan gaya-gaya kuat dan lemah. Sekarang, selama kita mengatur cepat pada mesin alam semesta kita untuk secara tepat nilai-nilai yang tepat untuk masing-masing 20 nomor, mesin menghasilkan alam semesta yang kita kenal dan cinta.

Tapi kalau kita mengubah angka dengan menyesuaikan pengaturan pada mesin ini bahkan sedikit … konsekuensi yang dramatis.

Sebagai contoh, jika saya meningkatkan kekuatan dari gaya elektromagnetik, atom saling menolak satu lainnya lebih kuat, sehingga tanur nuklir yang membuat bintang bersinar rusak. Bintang-bintang, termasuk matahari kita, menguap, dan alam semesta seperti yang kita tahu menghilang.

Jadi apa yang tepat, di alam, set nilai-nilai ini adalah 20 konstanta begitu tepat? Yah jawabannya bisa menjadi dimensi ekstra dalam teori string. Artinya, kecil, meringkuk, bentuk enam-dimensi yang diramalkan oleh teori penyebab satu string bergetar persis cara yang tepat untuk menghasilkan apa yang kita lihat sebagai sebuah foton dan string lain untuk bergetar dengan cara yang berbeda menghasilkan elektron. Jadi menurut teori string, bentuk-bentuk ekstra-dimensi sangat kecil benar-benar dapat menentukan semua konstanta alam, menjaga simfoni kosmik string selaras.

Pada pertengahan 1980-an, teori string tampak tak terbendung, tetapi di balik layar teori itu dalam kusut. Selama bertahun-tahun, teori string begitu sukses bahwa mereka telah dibangun tidak satu, tapi lima versi yang berbeda dari teori. Setiap dibangun pada string dan dimensi ekstra, namun secara rinci, kelima teori tidak selaras. Dalam beberapa versi, string terbuka-berakhir untai. Di lain mereka loop tertutup. Pada pandangan pertama, beberapa versi bahkan diperlukan 26 dimensi. Semua lima versi muncul sama berlaku, tapi yang satu itu menggambarkan alam semesta kita?

Semacam ini memalukan bagi teori string karena di satu sisi, kami ingin mengatakan bahwa ini mungkin itu, deskripsi akhir alam semesta. Tapi kemudian, dalam napas berikutnya kami harus mengatakan, “Dan ia datang dalam lima rasa, lima variasi.” Sekarang ada satu alam semesta yang Anda harapkan ada menjadi salah satu teori dan lima tidak. Jadi ini adalah contoh di mana lebih jelas kurang.

Teori dawai tampaknya akan kehilangan uap sekali lagi. Dan frustrasi dengan kurangnya kemajuan, fisikawan yang mengabaikan lapangan.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s


%d bloggers like this: