Teorija struna je pokušaj objedinjavanja dva stupa fizike 20. stoljeća - kvantne mehanike i teorije relativnosti Alberta Einsteina - s općim okvirom koji može objasniti svu fizičku stvarnost. Pokušava to tako što tvrdi da su čestice zapravo jednodimenzionalni nizovi poput čijih vibracija određuju svojstva čestica, poput njihove mase i naboja.
Ova kontratuktivna ideja prvi put je razvijena u 1960-ima i 70-ima, kada su žice korištene za modeliranje podataka koji dolaze iz subatomskih sudara u Europi, navodi se na web stranici o teoriji struna koju su stvorili Sveučilište u Oxfordu i British Royal Society. Žice su pružile elegantan matematički način opisivanja snažne sile, jedne od četiri temeljne sile u svemiru, koja drži atomske jezgre.
Tema je ostala marginalna dugi niz godina, sve do "revolucije teorije struna" 1984. godine, kada su teoretičari Michael Green i John Schwarz proizveli jednadžbe koje su pokazale kako žice izbjegavaju određene nedosljednosti kugujući modele koji su čestice opisivali kao točkaste predmete, navodi Sveučilište Cambridge.
Ali ovo prvo cvjetanje ostavilo je istraživačima pet različitih teorija koje su objašnjavale kako su jednodimenzionalni nizovi oscilirali u 10-dimenzionalnoj stvarnosti. Do druge revolucije došlo je 1995. godine, kada su fizičari pokazali da su sve te različite ideje povezane i mogu se kombinirati s drugom teorijom koja se zove supergravitacija, a koja je djelovala u 11 dimenzija. Taj je pristup stvorio trenutnu utjelovljenje teorije struna.
Otkrivanje misterija
Teorija struna jedna je od predloženih metoda za proizvodnju teorije svega, model koji opisuje sve poznate čestice i sile i koji bi zamijenio Standardni model fizike, koji može objasniti sve osim gravitacije. Mnogi znanstvenici vjeruju u teoriju struna zbog njezine matematičke ljepote. Jednadžbe teorije struna opisane su kao elegantne, a njeni opisi fizičkog svijeta smatraju se izuzetno zadovoljavajućim.
Teorija objašnjava gravitaciju određenom vibrirajućom žicom čija svojstva odgovaraju svojstvu hipotetičkog gravitona, kvantne mehaničke čestice koja bi nosila gravitacijsku silu. To što teorija bizarno zahtijeva 11 dimenzija da djeluje - a ne tri prostora i jednu koja obično doživljavamo - nije odvratila fizičare koji je zagovaraju. Jednostavno su opisali kako se sve dodatne dimenzije savijaju u izuzetno malom prostoru, reda od 10 do 33 centimetra, što je dovoljno malo da ih ne možemo normalno otkriti, prema NASA-i.
Istraživači su koristili teoriju struna kako bi pokušali odgovoriti na temeljna pitanja o svemiru, poput onoga što se događa unutar crne rupe, ili kako bi simulirali kozmičke procese poput Velikog praska. Neki su znanstvenici čak pokušali koristiti teoriju struna kako bi dobili odgovor na tamnu energiju, tajanstvena sila koja ubrzava širenje prostora i vremena.
Beskrajna potraga
Ali teorija struna u posljednje vrijeme je pod većim nadzorom. Većina njegovih predviđanja nespojiva je s trenutnom tehnologijom, a mnogi se istraživači pitaju hoće li proći kroz beskrajnu zečju rupu. Godine 2011. fizičari su se okupili u Američkom prirodnom muzeju na 11. godišnjoj raspravi o Isaaku Asimovu kako bi razgovarali o tome ima li smisla okrenuti se teoriji struka kao održivom opisu stvarnosti.
"Progoniš li duha ili je tvoja zbirka jednostavno previše glupa da to shvatim?" zadirkivao je Neil deGrasse Tyson, direktor muzeja Planetarij Hayden, koji je istaknuo da je napredak u teoriji žica bio nepristojan u prethodnim godinama.
Najnoviji izazovi teoriji struna dolaze iz samog okvira koji predviđa postojanje potencijalno ogromnog broja jedinstvenih svemira, čak 10 ^ 500 (to je broj 1, a slijedi 500 nula). Činilo se da ovaj multiverzalni krajolik pruža dovoljno mogućnosti da, ukoliko istraživači istražuju, naiđu na onaj koji odgovara našoj vlastitoj verziji stvarnosti. No, 2018., utjecajni članak sugerirao je da niti jedan od tih bezbrojnih hipotetskih svemira nije izgledao kao naš kozmos; konkretno, svakom je nedostajao opis mračne energije kako je trenutno razumijemo.
"Gudački teoretičari predlažu naizgled beskrajni broj matematičkih konstrukcija koje nemaju poznat odnos prema promatranju", ranije je za Live Science rekla Sabine Hossenfelder, fizičarka Frankfurtskog instituta za napredne studije koja se kritički odnosila prema teoriji struna.
Drugi istraživači tvrde da će teorija struna jednog dana pokazati rezultate. Pišući u časopisu Physics Today, fizičar Gordon Kane sa Sveučilišta u Michiganu sugerirao je da bi s nadogradnjom koja se trenutno provodi, Veliki hadronski sudarač mogao pokazati dokaze teorije struna u bliskoj budućnosti. Ali krajnja sudbina teorije još uvijek nije poznata.
