A teoria das cordas: a ciência como simetria

O princípio de simetria é crucial para o estudo da física e tem implicações especiais para a teoria das cordas, em particular. S

ymmetry existe quando você pode tomar alguma coisa, transformá-lo de alguma forma, e nada parece mudar com a situação. Quando uma transformação para o sistema provoca uma mudança na situação, os cientistas dizem que ela representa um simetria quebrada.

Isso é óbvio em geometria. Tomar um círculo e desenhar uma linha através do seu centro, como nesta figura.

Agora, imagine lançando o círculo em torno dessa linha. A imagem resultante é idêntica à imagem original, quando invertida sobre a linha. Isto é linear ou simetria de reflexão. Se você fosse para girar a figura 180 graus, você iria acabar com a mesma imagem novamente. Isto é Simetria rotacional.

O trapézio, por outro lado, tem assimetria (Ou a falta de simetria), porque nenhuma rotação ou reflexão da forma vai produzir a forma original.

A forma mais fundamental de simetria na física é a idéia de simetria translacional, que é onde você pegar um objeto e movê-lo a partir de uma localização no espaço para outro. Se você se deslocar de um local para outro, as leis da física deve ser o mesmo em ambos os lugares. Este princípio é como os cientistas usam leis descobertas na Terra para estudar o universo distante.

Na física, porém, simetria significa muito mais do que apenas tomando um objeto e lançando, fiação, ou deslizando-a através do espaço.

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Os estudos mais detalhados da energia no universo indicam que, não importa qual direção você olhar, o espaço é basicamente o mesmo em todas as direções. O próprio universo parece ter sido simétrica desde o início.

As leis da física não mudam ao longo do tempo (pelo menos de acordo com a maioria dos físicos e certamente não em prazos curtos, como uma vida humana ou de toda a idade dos Estados Unidos da América). Se você executar um experimento hoje e realizar o mesmo experimento amanhã, você terá essencialmente o mesmo resultado.

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As leis da física possuem uma simetria básica com relação ao tempo. Alterar a hora de algo não altera o comportamento do sistema.

Estas e outras simetrias são vistos como fundamentais para o estudo da ciência e, de fato, muitos físicos têm afirmado que a simetria é o conceito mais importante para a física de entender.

A verdade é que, enquanto os físicos muitas vezes falam da elegância de simetria no universo, a seqüência teórico Leonard Susskind está bastante certo quando ele aponta que as coisas ficam interessantes quando as quebras de simetria.

Na verdade, o Prêmio Nobel de 2008 em Física foi concedido a três físicos - Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa - para trabalhos em simetria quebrada realizadas décadas atrás.

Sem simetria quebrada, tudo seria absolutamente uniforme em todos os lugares. O próprio fato de que temos uma química que nos permite existir é a prova de que alguns aspectos da simetria não se sustentam no universo.

Muitos físicos teóricos acreditam que existe uma simetria entre as quatro forças fundamentais (gravidade, eletromagnetismo, força nuclear fraca, a força nuclear forte), uma simetria que quebrou no início da formação do universo e faz com que as diferenças que vemos hoje. A teoria das cordas é a principal (se não o único) meio de compreender que quebrado simetria, se ele faz (ou fez) de fato existe.

Essa simetria quebrada pode ser intimamente ligado à supersimetria, que é necessário para a teoria das cordas para se tornar viável. Supersimetria tem sido investigada em muitas áreas da física teórica, mesmo que não há nenhuma evidência experimental direta para isso, uma vez que assegura que a teoria inclui muitas propriedades desejáveis.

Supersimetria ea unificação de forças estão no centro da história da teoria das cordas. Enquanto você lê mais sobre a teoria das cordas, é até você para determinar se a falta de evidências experimentais condena-lo desde o início.