Teoria strun, czyli założenie, że cząstki elementarne są strunami i membranami, jest teorią za pomocą, której naukowcy próbują opisać wszystkie występujące we wszechświecie zjawiska. Mało tego – przewiduje ona istnienie dodatkowych wymiarów. Czy teoria strun jest w stanie wyjaśnić wszystkie nurtujące zagadki wszechświata?

Teoria strun i jej zarys historyczny

Podwalin teorii strun należy upatrywać w roku 1968.

Wówczas dwóch młodych fizyków G. Veneziano i M. Suzuki pracujących w CERN-ie w Genewie.

Pracując nad poszukiwaniami funkcji, które byłyby w stanie dokładnie opisać właściwości silnie oddziałujących cząstek elementarnych, odkryli, że właściwości te idealnie opisuje stworzona w XIX wieku funkcja beta L. Eulera.

Dwa lata później Y. Nambu (Uniwersytet w Chicago) i T. Goto (Uniwersytet w Nihon) odkryli, jakie zasady fizyczne kryją się za funkcją beta.

Wykazali, że za te cudowne właściwości odpowiada drgająca struna.

Założono, że owa struna jest drgającą „wewnętrzną” pętlą, która przy pomocy drgań rezonansowych decyduje o podstawowych właściwościach cząstek elementarnych, czyli ich masie i różnych ładunkach.

Im większe drgania, tym większa energia.

Jednak po tym, jak teorii tej zarzucono niespójność z rzeczywistością i absurdalne pojęcie hiperprzestrzeni, odsunęła się ona na 10 lat w zapomnienie.

Dopiero w 1984 M. Green i J. Schwarz zaprezentowali wyniki swoich prac nad teorią strun.

Okazało się, że teoria strun to jedyna spójna teoria kwantowej grawitacji, która obejmuje w swym zakresie całą materię oraz wszystkie cztery siły.

Kolejnych rewolucji i pełniejszych wyjaśnień w zakresie teorii strun dokonywali E. Witten, M. Kaku oraz zespół złożony z D. Grossa, E. Martinec, J. Harveya i Ryana Rohma.

Struny i wielowymiarowość

Teoria strun zakłada, że mikroskopijny wszechświat zbudowany jest z ogromnej ilości wibrujących z różnymi częstotliwościami włókien energii, których wielkość równa się 10-31 metra.

Są to tzw. maleńkie struny lub pętle, które praktycznie nie posiadają masy, są bezwymiarowe, ale zachowują się podobnie do strun w gitarze, czyli drżą.

Częstotliwość ich drgań zależna jest od ich rozmiarów.

Czołowy badacz teorii strun, fizyk M. Kaku tak oto wyjaśnia istnienie strun:

[…] istotę życia na Ziemi stanowi podobna do struny cząsteczka DNA, zawierająca skomplikowaną informację i kod samego życia.

Struny wydają się być doskonałym rozwiązaniem zarówno w przypadku budowy żywej materii, jak i cząstek elementarnych.

W obu wypadkach trzeba zmieścić olbrzymią ilość informacji w stosunkowo prostej, powtarzalnej strukturze.

Wyróżniającą cechą struny jest to, że stanowi ona jeden z najbardziej zwięzłych sposobów przechowywania olbrzymiej ilości danych tak, aby możliwe było powielanie informacji.

Do prawidłowego działania teoria strun potrzebuje istnienia na płaszczyźnie, co najmniej 10 wymiarów, ponieważ każdy wymiar daje jej dodatkowe możliwości działania.

My potrafimy zaobserwować pierwsze cztery wymiary.

Trzy z nich to przestrzeń, w której żyjemy opisywana przez wymiar szerokości, wysokości i głębokości.

Czwarty wymiar to czas.

Pozostałe sześć wymiarów potrafi opisać jedynie fizyka kwantowa i pozostają one w ścisłej zależności z teorią superstrun, jedną z kilku wersji teorii strun.

Piąty wymiar jest rozgałęzieniem na osi czasu i utożsamia nasze wybory odpowiednich ścieżek życia.

Szósty wymiar to światy równoległe, siódmy to nieskończoność, czyli punkt zaczepienie, miejsce, w którym powstawał nasz wszechświat, a ósmy to różne oblicza nieskończoności i odległe, rządzące się innymi prawami fizyki wszechświaty.

W dziewiątym wymiarze tworzone są więzi, które łączą wszystkie nieskończoności z wymiaru ósmego, a dziesiąty to miejsce, gdzie utworzył się pełny komplet możliwych nieskończoności.

Teoria strun teorią wszystkiego?

Nasz wszechświat opisywany jest przez około 20 stałych fizycznych, które umożliwiają tworzenie się gwiazd i planet.

Znamy dokładnie wartości tych stałych, ale nie wiemy, dlaczego wynoszą one akurat tyle.

Okazuje się również, że jakakolwiek zmiana tych wartości spowodowałaby zatracenie naszego wszechświata.

Możliwe, zatem jest, że wyjaśnienia wartości stałych fizycznie leżą w budowie dodatkowych wymiarów.

Co by się stało, gdybyśmy wiedzieli dokładnie, jak są zbudowane i jak wyglądają?

Otóż bylibyśmy w stanie obliczyć możliwe drgania, które z kolei pozwoliłyby nam na obliczenie 20 stałych fizycznych.

Jeśli tą drogą doszlibyśmy do rozwiązania zagadki tych wartości, teoria strun stałaby się podłożem do całkowitego, uniwersalnego wyjaśnienia całej struktury wszechświata, czyli teorią wszystkiego.

Teoria strun sięga jednak nieco dalej, bowiem pokazuje, co mogło dziać się przed Wielkim Wybuchem.

Według jej założeń o istnieniu wieloświata, sam Wielki Wybuch był jedynie zderzeniem lub rozpadem różnych wszechświatów, a my pozostaliśmy w tym, który był dla nas najbardziej odpowiedni.

Tym samy teoria strun wyklucza, jakoby Wielki Wybuch był wielkim, spektakularnym wydarzeniem.

Wychodzi na to, że przyjmując założenie, iż teoria strun ma stać się teorią wszystkiego, należałoby odrzucić wszelkie dotychczasowe osiągnięcia nauki i przyjąć zupełnie nowe poglądy na „stare” tematy.

Dlatego też teoria strun ma wielu przeciwników, według których od kilkudziesięciu lat pozostaje jedynie hipotetycznym tworem, a nie rzeczywistością, która mogłaby zrewolucjonizować ludzkość.

Prawdą jest, że wciąż naukowcy nie mają twardych i bezpośrednich dowodów na istnienie we wszechświecie strun, które miałby być podstawą wszystkiego.

Nadal jest to jedynie model matematyczny bez prawdziwych, sensownych i niepodważalnych dowodów…

Książka Pitagoras i Teoria Strun -> kliknij

WSPARCIE NIEZALEŻNYCH PORTALI

*Niebieską czcionką zaznaczono odnośniki np. do badań, tekstów źródłowych lub artykułów powiązanych tematycznie.