Az M-elmélet története és tulajdonságai

Az M-elmélet a (z) egységes verziójának neve húrelmélet, amelyet 1995-ben javasolt Edward Witten fizikus. A javaslat idején a húr elméletének 5 változata volt, de Witten kifejtette azt az elképzelést, hogy mindegyik egyetlen mögöttes elmélet megnyilvánulása.

Witten és mások a kettősség számos formáját azonosították az elméletek között, amelyek bizonyosakkal együtt az univerzum természetére vonatkozó feltételezések lehetővé tehetik számukra, hogy mindegyik egyetlen elmélet legyen: M-elmélet. Az M-elmélet egyik fő alkotóeleme az, hogy ehhez még egy dimenziót kellett hozzáadni a húr elméletének már számos extra dimenziója, hogy az elméletek közötti kapcsolat fennálljon kidolgozott.

A nyolcvanas években és az 1990-es évek elején a húrok elmélete a gazdagság bősége miatt valami problémát felvetett. A szimmetrikus vonal elmélet alkalmazásával a kombinált szuperstring elméletbe a fizikusok (beleértve magát Witten-t) feltárták ezeknek az elméleteknek a lehetséges szerkezetét, és az így kapott munka 5 különálló változatot mutatott fel a felsővezetékről elmélet. A kutatások azt is kimutatták, hogy használhatják a matematikai transzformációk bizonyos formáit, az úgynevezett S-dualitást és a T-dualitást a húrelmélet különböző verziói között. A fizikusok veszteségeket szenvedtek

Az 1995. tavaszán a dél-kaliforniai egyetemen megrendezett fizikai konferencián a húrok elméletéről Edward Witten azt állította, hogy ezeket a kettősségeket kell komolyan venni. Mi lenne, ha azt javasolja, hogy ezeknek az elméleteknek a fizikai jelentése az, hogy a húrelmélet különböző megközelítései ugyanazon mögöttes elmélet matematikai kifejezésének különböző módjai voltak. Noha nem rendelkezett a mögöttes elmélet részleteinek megtervezésével, javasolta ennek az M-elmélet nevét.

Maga a húrelmélet középpontjában álló ötlet része, hogy megfigyelt világegyetemünk négy dimenziója (3 térdimenzió és egy idődimenzió) azzal magyarázható, hogy a világegyetem szerint 10 dimenzióval rendelkezik, de ezeknek a dimenzióknak a "tömörítésére" egy olyan szubmikroszkópos skálába kerül, amely soha megfigyelt. Valójában maga Witten volt az emberek között, akik ezt a módszert fejlesztették ki a nyolcvanas évek elején! Most azt javasolta, hogy tegye ugyanazt a dolgot, olyan további dimenziók feltételezésével, amelyek lehetővé teszik a transzformációkat a különféle 10-dimenziós húrelméleti variációk között.

A találkozóból kiinduló kutatás lelkesedése és az M-elmélet tulajdonságainak meghatározására tett kísérlet, egy olyan korszakot nyitott meg, amelyet néhányan "második vonalelméleti forradalomnak" vagy "második szuperstring forradalomnak" hívtak.

Noha a fizikusok még mindig nem fedezték fel az M-elmélet titkait, számos tulajdonságot azonosítottak, amelyek az elméletnek lennének, ha Witten sejtése igaznak bizonyul:

• Az űrtartalom 11 dimenziója (ezeket a további dimenziókat nem szabad összekeverni a multiverzum párhuzamos univerzumok)
• karakterláncokat tartalmaz és bránok (eredetileg membránoknak nevezték)
• a tömörítés módszerei annak magyarázatára, hogy az extra méretek miként csökkennek a megfigyelt négy téridő-dimenzióra
• kettõségek és azonosítások az elméletben, amelyek lehetõvé teszik az ismert szövegrészek elméleteinek speciális esetekre való csökkentését, és végül a fizikában, amelyet az univerzumunkban megfigyelünk

Nem egyértelmű, hogy az M-elméletben az M-nek mit kell képviselnie, bár valószínű, hogy eredetileg "Membrán" -ot jelentett, mivel ezeket csak felfedezték, hogy a húrelmélet kulcseleme. Witten maga is rejtélyes volt a témában, kijelentve, hogy az M jelentése megválasztható az ízlés szerint. A lehetőségek között szerepel a membrán, a mester, a mágia, a rejtély és így tovább. Fizikusok csoportja, nagyrészt a Leonard Susskindkifejlesztették a Mátrixelméletet, amely úgy véli, hogy végül együtt választhatja az M-et, ha valaha igaznak bizonyul.

Az M-elmélethez hasonlóan a vonós elmélet változataihoz hasonlóan az a probléma, hogy jelenleg nem tesz valós jóslatokat, amelyeket tesztelni lehet az elmélet megerősítésére vagy megcáfolására. Számos elméleti fizikus folytatja a kutatást ezen a területen, de ha több mint két évtizeden keresztül végez kutatásokat szilárd eredmények nélkül, akkor a lelkesedés kétségtelenül csökken. Nincs azonban bizonyíték arra, hogy erõs érvek állítják, hogy Witten M-elmélete is téves. Ez akkor fordulhat elő, amikor az elmélet megdöntésének elmulasztása, például az, ha azt bizonyítja, hogy belsőleg ellentmondásos vagy valamilyen módon ellentmondásos, a legjobb, amire a fizikusok abban reménykedhetnek.