Compte tenu des échecs de la théorie des cordes

Parce que la théorie des cordes a fait si peu de prédictions spécifiques, il est difficile de réfuter, mais la théorie est tombée à court de certains le battage médiatique sur la façon dont il sera une théorie fondamentale pour expliquer toute la physique dans notre univers, une “ théorie du tout ”. Cette incapacité à répondre à ce noble objectif semble être la base d'un grand nombre (sinon la plupart) des attaques contre lui.

Sommaire

Voici trois questions que même la plupart des théoriciens des cordes ne sont pas particulièrement heureux:

  • En raison de la supersymétrie, la théorie des cordes nécessite un grand nombre de particules au-delà de ce que les scientifiques ont jamais observé.

  • Cette nouvelle théorie de la gravité était incapable de prédire l'expansion accélérée de l'univers qui a été détectée par les astronomes.




  • Un grand nombre considérablement la théorie des cordes mathématiquement possible vacua (solutions) existe actuellement, il semble pratiquement impossible de comprendre ce qui pourrait décrire notre univers.

Les sections suivantes couvrent ces dilemmes plus en détail.

L'univers n'a pas assez de particules

Pour les mathématiques de la théorie des cordes à travailler, les physiciens doivent assumer une symétrie dans la nature appelé supersymétrie, ce qui crée une correspondance entre les différents types de particules. Un problème avec ceci est que, au lieu des 18 particules fondamentales dans le modèle standard, supersymétrie nécessite au moins 36 particules fondamentales (ce qui signifie que la nature permet 18 particules que les scientifiques ont jamais vu!).

À certains égards, la théorie des cordes ne rendre les choses plus simples - les objets fondamentaux sont cordes et branes ou, comme prédit par la théorie des matrices, branes de dimension zéro appelés partons. Ces chaînes, branes, ou éventuellement partons faire les particules que les physiciens ont observés (ou ceux qu'ils espèrent observer). Mais qui est sur une très Niveau double fondamentale d'un point de vue pratique, la théorie des cordes de doubler le nombre de particules autorisées par la nature 18-36.

Une des plus grandes réussites possibles pour la théorie des cordes serait de détecter expérimentalement ces particules supersymétriques partenaires manquants. L'espoir de beaucoup de physiciens théoriques est que lorsque l'accélérateur de particules Grand collisionneur de hadrons du CERN, en Suisse va entièrement en ligne, il détectera les particules supersymétriques.

Même en cas de succès, la preuve de la supersymétrie ne prouve pas en soi la théorie des cordes, de sorte que le débat se poursuivra à la rage, mais au moins une objection majeure serait supprimée. Supersymétrie pourrait bien finir par être vrai, si oui ou non la théorie des cordes comme un tout est illustré de décrire avec précision la nature.

L'énergie sombre: La théorie des cordes de découverte aurait dû prévoir

Les astronomes ont trouvé des preuves en 1998 que l'expansion de l'univers a été fait accélère. Cette expansion accélérée est causée par la énergie sombre qui apparaît si souvent dans les nouvelles. Non seulement la théorie des cordes permet pas de prévoir l'existence de l'énergie sombre, mais tente d'utiliser les meilleures théories de la science pour calculer le montant de l'énergie sombre arrive avec un nombre qui est beaucoup plus grande que celle observée par les astronomes. La théorie juste absolument échoué à faire d'abord le sens de l'énergie sombre.

Revendication cela comme une faille de la théorie des cordes est un peu plus controversée que les deux autres, mais il ya certaines données (quoique discutable) logique derrière tout cela. Le but de la théorie des cordes est rien de moins que la réécriture complète de la loi de gravitation, il est donc pas déraisonnable de penser que la théorie des cordes aurait dû prévoir l'énergie sombre d'une certaine façon. Quand Einstein a construit sa théorie de la relativité générale, les mathématiques ont indiqué que l'espace pourrait être en expansion (plus tard prouvé pour être vrai). Lorsque Paul Dirac a formulé une théorie quantique de l'électron, les mathématiques indiqué une antiparticule existait (plus tard avéré existent réellement). Une théorie profonde comme la théorie des cordes peut être prévu pour éclairer de nouveaux faits sur notre univers, pas aveugler par les découvertes imprévues.

Bien sûr, aucune autre théorie prévoit une expansion accélérée de l'univers soit. Avant l'évidence d'observation (dont une partie est encore contestée), les cosmologistes (et les théoriciens des cordes) avaient aucune raison de supposer que le taux d'expansion de l'espace était en augmentation. Ans après l'énergie sombre a été découvert, il a été montré que la théorie des cordes pourrait être modifié pour inclure, ce qui les théoriciens des cordes comptent comme un succès (bien que les critiques continuent d'être insatisfaits).

Où est allé tout de ces “ fondamentale ” théories viennent?

Malheureusement, comme les théoriciens des cordes effectuées plus de recherche, ils ont eu un problème croissant (jeu de mots). Au lieu de rétrécissement sur une seule vide (solution) qui pourrait être utilisé pour expliquer l'univers, il a commencé à ressembler à y avait un nombre ridiculement élevé de vacua. Les espoirs de certains physiciens qui, une version unique fondamental de la théorie des cordes pourrait tomber sur les mathématiques effectivement dissous.

En vérité, telle exagération est rarement justifiée en premier lieu. Dans la relativité générale, par exemple, un nombre infini de façons de résoudre les équations existent, et l'objectif est de trouver des solutions qui correspondent à notre univers. Les théoriciens des cordes trop ambitieux (ceux qui attendaient un seul vide à tomber du ciel) est vite rendu compte que, eux aussi, se retrouver avec une riche la théorie des cordes paysage, comme Leonard Susskind appelle la gamme de possible le vide. Le but de la théorie des cordes est devenu depuis de comprendre quel ensemble de vacua applique à notre univers.


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