Jousteoria on yritys yhdistää 1900-luvun fysiikan kaksi pylvästä - kvantmekaniikka ja Albert Einsteinin suhteellisuusteoria - kattavaan puitteeseen, joka selittää kaiken fyysisen todellisuuden. Se yrittää tehdä niin väittämällä, että hiukkaset ovat oikeastaan yksiulotteisia, jousimaisia kokonaisuuksia, joiden värähtelyt määrittävät hiukkasten ominaisuudet, kuten niiden massan ja varauksen.
Tämä vastaintuitiivinen ajatus kehitettiin ensimmäisen kerran 1960-luvulla ja 70-luvulla, kun jousia käytettiin mallintelemaan subatomisten törmäyslaitteiden tuloksia Euroopassa, Oxfordin yliopiston ja Britannian kuninkaallisen yhdistyksen luoman jousiteoriaa käsittelevän verkkosivuston mukaan. Merkkijonot tarjosivat tyylikkään matemaattisen tavan kuvata voimakasta voimaa, yhtä maailmankaikkeuden neljästä perusvoimasta, joka pitää yhdessä atomin ytimiä.
Aihe pysyi marginaalisena monien vuosien ajan, kunnes "joustoteorian vallankumous" tapahtui vuonna 1984, jolloin teoreetikot Michael Green ja John Schwarz tuottivat yhtälöt, jotka osoittivat, kuinka kielet vältivät tiettyjä epäjohdonmukaisuuksia, jotka vaeltavat malleja, jotka kuvaavat hiukkasia pistemäisinä esineinä, yliopiston mukaan. Cambridge.
Mutta tämä ensimmäinen kukinta antoi tutkijoille viisi erilaista teoriaa, jotka selittivät, kuinka yhden ulottuvuuden kielet värähtelisivät 10-ulotteisessa todellisuudessa. Toinen vallankumous tapahtui vuonna 1995, kun fyysikot osoittivat, että nämä erilaiset ideat olivat kaikki toisiinsa liittyviä ja että ne voitiin yhdistää toiseen teoriaan, nimeltään supergravitaatio, joka toimi 11 ulottuvuudessa. Tämä lähestymistapa tuotti joustoteorian nykyisen inkarnaation.
Salaisuuksien purkaminen
Jousteoria on yksi ehdotetuista menetelmistä kaiken teorian tuottamiseksi, malli, joka kuvaa kaikkia tunnettuja hiukkasia ja voimia ja joka korvaa fysiikan standardimallin, joka selittää kaiken painovoimaa lukuun ottamatta. Monet tutkijat uskovat jousiteoriaan sen matemaattisen kauneuden takia. Jousateorian yhtälöt kuvataan tyylikkäiksi ja sen kuvauksia fyysisestä maailmasta pidetään erittäin tyydyttävänä.
Teoria selittää painovoiman tietyn värähtelevän narun avulla, jonka ominaisuudet vastaavat hypoteettista gravitonia, kvantmekaanista hiukkasta, joka kantaisi painovoimaa. Se, että teoria vaatii outoina toimimaan 11 ulottuvuutta - sen sijaan että yleensä käydään läpi kolmen tilan ja yhden avaruuden ja yhden ajan - ei ole varoittanut sitä puolustavia fyysikoita. He ovat yksinkertaisesti kuvanneet, kuinka kaikki ylimääräiset mitat käpristyvät erittäin pieneen tilaan, luokkaa 10 ^ -33 senttimetriä, joka on tarpeeksi pieni, ettemme pysty normaalisti havaitsemaan niitä, NASA: n mukaan.
Tutkijat ovat käyttäneet stringiteoriaa yrittäessään vastata maailmankaikkeutta koskeviin peruskysymyksiin, kuten mitä tapahtuu mustan aukon sisällä, tai simuloida kosmisia prosesseja, kuten Big Bang. Jotkut tutkijat ovat jopa yrittäneet käyttää jousiteoriaa saadakseen käsityksen pimeästä energiasta, salaperäisestä voimasta, joka nopeuttaa tilan ja ajan laajenemista.
Loputon harjoittelu
Mutta joustoteoriaa on viime aikoina käsitelty entistä tarkemmin. Suurin osa sen ennusteista on kiistaton nykyisen tekniikan kanssa, ja monet tutkijat ovat miettineet, menevätkö he loputtoman kaninreiän kautta. Vuonna 2011 fyysikot kokoontuivat Yhdysvaltain luonnonhistorialliseen museoon 11. vuosittaiseen Isaac Asimovin muistokeskusteluun keskustelemaan siitä, olisiko järkevää kääntyä jousuteoriaan todellisuuden kuvauksena.
"Jahtaatko aavea vai onko kokoelmasi vain liian tyhmä selvittääksesi tämän?" kiusasi museon Hayden-planetaarion johtajaa Neil deGrasse Tysonia, joka huomautti, että joustoteorian edistyminen on ollut hajanaista aikaisempina vuosina.
Viimeisimmät haasteet jousteteorialle ovat tulleet itse kehyksestä, joka ennustaa mahdollisesti valtavan määrän ainutlaatuisia maailmankaikkeuksia, jopa 10 ^ 500 (se on numero 1, jota seuraa 500 nollaa). Tämä monihaarainen maisema näytti tarjoavan riittävästi mahdollisuuksia, että jos tutkijat tutkisivat niitä, he törmääisivät sellaiseen, joka vastasi omaa versiomme todellisuudesta. Mutta vuonna 2018 vaikuttava paperi ehdotti, että yksikään näistä lukemattomista hypoteettisista maailmankaikkeuksista ei näyttänyt kosmostamme; Erityisesti jokaisesta puuttui kuvaus pimeästä energiasta sellaisena kuin me sen ymmärrämme.
"Jousteteoreetikot ehdottavat näennäisesti loputtoman määrän matemaattisia rakenteita, joilla ei ole tunnettua suhdetta havaintoihin", Sabine Hossenfelder, Saksan Frankfurtin syventävän tutkimuksen instituutin fysiikka, joka on suhtautunut kriittisesti jousiteoriaan, kertoi aiemmin Live Sciencelle.
Muut tutkijat väittävät, että jousiteoria tuottaa jonain päivänä tuloksia. Michiganin yliopiston fyysikko Gordon Kane kirjoitti Fysiikka Tänään -lehdessä, että parhaillaan suoritettavien päivitysten avulla iso hadronikoppija voisi tuottaa todisteita jousiteoriasta lähitulevaisuudessa. Mutta teorian lopullinen kohtalo on toistaiseksi tuntematon.
