Considerando reveses da teoria das cordas

Porque a teoria das cordas tem feito tão poucas previsões específicas, é difícil refutá-la, mas a teoria ficou aquém de algumas das hype sobre como será a teoria fundamental para explicar todos os física em nosso universo, uma “teoria de tudo. ”Esta falha para atender a essa grande meta parece ser a base de muitos (se não a maioria) dos ataques contra ele.

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Aqui estão três questões que mesmo a maioria dos teóricos das cordas não são particularmente felizes com:

• Por causa da supersimetria, teoria das cordas requer um grande número de partículas além do que os cientistas já observado.

• Esta nova teoria da gravidade não foi capaz de prever a expansão acelerada do universo que foi detectado por astrônomos.

• Um muito grande número de teoria das cordas matematicamente viável vácuos (Soluções) existem atualmente, de modo que parece praticamente impossível descobrir qual poderia descrever nosso universo.

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As seções a seguir abordam esses dilemas mais detalhadamente.

O universo não tem partículas suficientes

Para a matemática da teoria das cordas para trabalhar, os físicos têm de assumir uma simetria na natureza chamado supersimetria, que cria uma correspondência entre os diferentes tipos de partículas. Um problema com isto é que, em vez das 18 partículas fundamentais do Modelo Padrão, a supersimetria requer pelo menos 36 partículas fundamentais (o que significa que a natureza permite 18 partículas que os cientistas nunca viram!).

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Em alguns aspectos, a teoria das cordas faz as coisas mais simples - os objetos fundamentais são cordas e branas ou, como previsto pela teoria da matriz, branas de dimensão zero chamada partons. Estas cordas, membranas, ou possivelmente partons compõem as partículas que os físicos observados (ou aqueles que esperam para observar). Mas isso é em um nível-muito fundamental do ponto de vista prático, a teoria das cordas dobra o número de partículas permitidos pela natureza 18-36.

Um dos maiores sucessos possíveis para a teoria das cordas seria a de detectar experimentalmente estas partículas parceiras supersimétricas desaparecidas. A esperança de muitos físicos teóricos é que quando o Large Hadron Collider acelerador de partículas do CERN, na Suíça vai totalmente on-line, ele irá detectar partículas supersimétricas.

Mesmo se for bem sucedida, a prova da supersimetria não inerentemente provar a teoria das cordas, de modo que o debate vai continuar a raiva, mas pelo menos uma grande objeção seria removido. Supersimetria pode muito bem acabar por ser verdade, se quer ou não a teoria das cordas como um todo é mostrado para descrever com precisão a natureza.

A energia escura: A teoria das cordas descoberta deve ter previsto

Astrônomos encontraram evidências em 1998 que a expansão do universo estava realmente acelerando. Esta expansão acelerada é causada pela energia escura que aparece com tanta frequência no noticiário. Não só a teoria das cordas não prever a existência de energia escura, mas as tentativas de usar as melhores teorias da ciência para calcular a quantidade de energia escura vem com um número que é muito maior do que a observada por astrônomos. A teoria apenas absolutamente não conseguiu fazer inicialmente sensação de energia escura.

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Alegando isso como uma falha da teoria das cordas é um pouco mais controverso do que os outros dois, mas há algum (embora questionável) lógica por trás disso. O objetivo da teoria das cordas é nada menos que a reescrita completa da lei gravitacional, por isso não é razoável pensar que a teoria das cordas deveria ter previsto a energia escura de alguma forma. Quando Einstein construiu sua teoria da relatividade geral, a matemática indicou que o espaço poderia ser expansão (mais tarde provou ser verdade). Quando Paul Dirac formularam uma teoria quântica do elétron, a matemática indicada uma antipartícula existiu (mais tarde provou realmente existe). Uma teoria profunda como a teoria das cordas pode ser esperado para iluminar novos fatos sobre o nosso universo, não ser ofuscados pelas descobertas inesperadas.

Claro, nenhuma outra teoria antecipado uma expansão acelerada do universo também. Antes da evidência observacional (alguns dos quais ainda é contestada), os cosmólogos (e teóricos das cordas) não tinha nenhuma razão para supor que a taxa de expansão do espaço foi aumentando. Anos depois a energia escura foi descoberta, foi demonstrado que a teoria das cordas poderia ser modificado para incluir, o que os teóricos das cordas contam como um sucesso (embora os críticos continuam a estar insatisfeito).

Onde é que todas estas teorias “fundamentais” vem?

Infelizmente, como os teóricos das cordas realizadas mais pesquisas, eles tiveram um problema crescente (trocadilho intencional). Em vez de estreitamento em uma única vácuo (Solução) que poderia ser usado para explicar o universo, ele começou a olhar como se fosse um absurdamente grande número de vácuos. esperanças Alguns dos físicos que uma versão única, fundamental da teoria das cordas que caem fora da matemática efetivamente dissolvido.

Na verdade, tais exageros raramente foi justificado, em primeiro lugar. Na relatividade geral, por exemplo, um número infinito de maneiras de resolver existem as equações, eo objetivo é encontrar soluções que correspondam nosso universo. Os teóricos das cordas excessivamente ambiciosos (aqueles que esperavam um único vácuo para cair do céu) logo percebeu que eles, também, iria acabar com um rico teoria das cordas paisagem, como Leonard Susskind chama a gama de possíveis vácuos. O objetivo da teoria das cordas desde então se tornou para descobrir qual o conjunto de vácuos se aplica ao nosso universo.