A segunda revolução das supercordas: a teoria de 11 dimensões

O período imediatamente após a proposta da teoria-M tem sido chamado de “segunda revolução das supercordas,” porque, mais uma vez inspirou uma onda de pesquisas sobre a teoria das supercordas. A pesquisa desta vez focada em compreender as conexões entre as teorias de supercordas existentes e entre a teoria de 11 dimensões que Witten tinha proposto.

Witten não foi o primeiro a propor este tipo de conexão. A idéia de unir as diferentes teorias das cordas em um por adicionando uma dimensão 11 havia sido proposto por Mike Duff de Texas A&M University, mas nunca pegou entre os teóricos das cordas.

O trabalho de Witten sobre o assunto, no entanto, resultou em uma imagem em que a dimensão extra poderia emergir das unificações inerentes M-Theory - um que levou a comunidade a teoria das cordas de olhar para ele mais a sério.

Em 1994, Witten e colega Paul Townsend tinha descoberto uma dualidade entre a teoria das supercordas 10-dimensional e uma teoria de 11 dimensões, que havia sido proposto na década de 1970: supergravity.

Supergravidade resultou quando você tomou as equações da relatividade geral e aplicada supersimetria para eles. Em outras palavras, você introduziu uma partícula chamada gravitino - o superparceiras para o gráviton - com a teoria. Na década de 1970 era praticamente a abordagem dominante para tentar obter uma teoria quântica da gravidade.

O que Witten e Townsend fez em 1994 era tomar a teoria de 11 dimensões supergravity da década de 1970 e enrolar uma das dimensões. Eles mostraram que, em seguida, uma membrana 11 em dimensões que tem uma dimensão encolhida comporta-se como uma corda em 10 dimensões.

Mais uma vez, esta é uma recorrência da velha idéia de Kaluza-Klein, que surge uma e outra vez na história da teoria das cordas. Ao tomar a idéia de Kaluza de adicionar uma dimensão extra (e a idéia de Klein de enrolando-a muito pequena), Witten mostrou que era possível - assumindo certas condições de simetria - para mostrar que dualidades existia entre as teorias de cordas existentes.

Havia ainda problemas com um universo de 11 dimensões. Os físicos tinham mostrado supergravity não funcionou porque permitiu infinitos. Na verdade, toda teoria, exceto a teoria das cordas permitiu infinitos. Witten, no entanto, não estava preocupado com isso porque supergravidade era apenas uma aproximação da teoria-M e M-teoria que, por necessidade, tem que ser finito.

É importante perceber que nem Witten nem ninguém provou que todas as cinco teorias das cordas poderia ser transformado em uns aos outros em nosso universo. Na verdade, Witten nem sequer propor o M-teoria realmente era.

O que Witten fez em 1995 foi fornecer um argumento teórico para apoiar a ideia de que há poderia ser uma teoria - que ele chamou de teoria-M - que uniu as teorias de cordas existentes. Cada teoria das cordas conhecido era apenas uma aproximação desta M-teoria hipotética, que ainda não era conhecido. Em níveis baixos de energia, ele também acreditava que a teoria-M foi aproximado pela teoria supergravity 11-dimensional.