슈퍼 스트링은 무엇입니까?
수퍼 스트링 또는 수퍼 스트링 이론은 때때로 물리학의 흥미 진진한 물리학 분야입니다. 아인슈타인이 우주에서 알려진 모든 세력을 설명 할 수있는 찾기 어려운 설명이라고 많은 사람들이 생각합니다.
슈퍼 스트링이 나올 때까지 과학자들은 자연의 법칙이 어떻게 행동하는지에 대한 두 가지 반대 이론, 즉 아인슈타인의 일반 상대성 이론과 양자 역학을 가졌다.
일반 상대성 이론은 우리가 다소 대규모로 알고있는 세상을 설명합니다. 우주 시스템은 궤도 시스템, 은하계 및 중력에 대해 질량 계산으로 뒤틀린 직물로 설명합니다. 그러나이 법칙들은 주어진 시간에 공간에서 정확한 위치에 따라 아 원자 입자를 측정 할 수없는 양자 수준에서 분해됩니다. 또한 앞으로 나아갈 때처럼 시간이 흐르면서 동시에 두 위치에있는 것처럼 보일 수도 있습니다. 무한히 작은 세계는 매우 기이합니다. 과학자들은 그것을 설명하기 위해 "양자 이상한"이라는 용어를 만들었습니다.
물리학 자들의 문제는 우리가 알고있는 세계를 양자 세계와 통합하는 이론을 생각해내는 것이 었습니다. 중력, 강하고 약한 핵력, 전자기 등 네 가지 알려진 힘을 모두 설명하는 설명. 슈퍼 스트링이 그 답일 수 있습니다.
수학적 방정식을 통해 이전에 입자를 에너지의 "점"또는 "작은 공"으로 생각한 방식이 부정확하다는 것이 분명해졌습니다. 이 작은 물질들은 실제로 흔들리는 현 처럼 더 행동했습니다. 끈은 너무 작아서 물리학 자이자 지지자 인 브라이언 그린 (Brian Greene)은 단일 원자가 우리 태양계의 크기라면 끈은 나무의 크기 일 뿐이라고 설명합니다. 그러나 현은 양자 수준에서 모든 문제를 구성합니다.
현이 진동하는 방식은 우주를 수퍼 스트링의 우주 교향곡에 비유하여 각 입자의 특정 특성을 결정합니다. 그러나 수학적 이상 이론을 없애기 위해서는 6 가지 추가 차원이 필요했습니다. 6 개의 추가 치수는 공간 내 모든 지점에서 작고 말려있는 6D 모양을 형성합니다. 이 6 차원 도형 안에는 수퍼 스트링 이론이 있습니다. 6 개의 추가 치수와 3 개의 추가 치수는 실제로 9 개의 치수가 있음을 의미했습니다. 시간 에 대해 하나 더 추가하면 총 크기는 10입니다. 이것이 놀라운 것처럼 끝이 아니 었습니다.
1995 년에, 다른 수퍼 스트링 이론은 M 이론이 그것들을 통합 할 때까지 수수께끼를 제시했다. 유일한 캐치? M 이론은 수학적으로 11 차원을 요구했습니다. 이것은 충분한 에너지가 주어지면 끈이 짧아서 매우 큰 부유 막이되도록 늘릴 수있는 새로운 끈의 그림을 제시했다. 브레인은 차원 속성이 다르고 우주만큼 커질 수 있습니다. 사실, 이론에 따르면, 우리의 전체 우주는 떠 다니는 브레인에 존재합니다. 이는 각각 고유 한 평행 우주를 지원하는 몇 개의 떠 다니는 브레인 중 하나 일뿐입니다. 각 brane은 더 높은 차원의 공간 또는 벌크 조각을 나타냅니다.
1970 년대의 표준 모델 이 이미 통합 이론에서 4 개의 힘 중 3 개의 힘을 통합했지만, 중력은 3 개의 양자 힘과 조화 될 수 없었습니다. 그러나 슈퍼 스트링의 돌파구는 성배 물리학을 속삭이는 어려운 중력을 포괄했습니다. 중력을 전달하는 질량이없는 가상의 입자 (그 라비 톤)가 양자 수준에 닫힌 끈으로 존재하는 경우, 이는 수퍼 스트링 이론에 직접적인 중력 적 연결 을 제공합니다.
이론은 문자열이 열리거나 닫힐 수 있다고 예측합니다. 열린 끈 또는 작은 흔들리는 머리카락과 유사한 끈에는 트롤리 케이블과 같이 막에 "연결된"하나 이상의 끝 점이 전기 케이블에 상단 케이블로 연결되어 있습니다. 끈은 끈을 통해 움직일 수는 있지만 그것을 떠날 수는 없습니다. 왜 우리가 육체적으로 눈에 띄지 않거나 치수를 벗어날 수 없는지 설명합니다. 우리 몸을 구성하는 원자는 3 차원 막에 끝 점이 붙어있는 열린 줄로 구성되어 있습니다. 그것을 보는 또 다른 방법은 영화 스크린을 고려하는 것입니다. 화면 위의 사람들은 3 차원 인 것처럼 보이지만 실제로는 3D 세계로 화면에서 벗어날 수 없습니다. 우리가 3D 세계에 갇혀 있고 인접한 치수에 도달 할 수없는 것처럼 2D 세계에 갇혀 있습니다. 과학자들은 이것을 자유도 라고 부릅니다.
그러나 중력은 다릅니다. 엔드 포인트가 부착되지 않은 닫힌 끈 또는 루프로서 3D 브레인을 벗어나 다른 치수로 스며들 수 있다고 이론화되었습니다. 이것은 왜 중력이 다른 힘보다 몇 배나 약한 지 설명 할 것입니다.
그러나 그 반대 가 사실이라면 어떻게해야합니까? 평행 Brane의 중력 이 다른 힘만큼 강하지 만 우리의 치수로만 누출 되어 있기 때문에 여기서 약한 경우 어떻게해야합니까? 수학적으로, 수퍼 스트링 이론은 다시 아름답게 작동했으며 마지막으로 다른 세 힘과 결합하면서 중력 약점에 대한 그럴듯한 설명을 제시했습니다.
하나의 장애물이 남았습니다. 통일 이론은 또한 빅뱅을 설명 할 수 있어야합니다. 기차를 타고 함께 여행하는 4 명의 물리학 자들이이 문제를 해결했다. 그들 중 한 명은 두 개의 끈이 충돌하면 어떻게됩니까? 그럴듯한 수학적 답은 빅뱅으로 밝혀졌습니다.
슈퍼 스트링 이론의 이론가들은 증거가 부족하고 그것을 제공하는 데 어려움이 있음을 지적합니다. 그것은 단지 아름다운 수학적 구성입니까? 철학? 아니면 세상에 대한 진정한 설명입니까? 빅뱅에 대한 설명을 훨씬 더 적게 제공하는 다른 이론은 네 가지 힘을 모두 수학적으로 통일시키는 데 근접하지 않았다. 그러나 떠 다니는 괄호와 평행 우주와 같은 다른 차원이 존재한다는 것을 증명하는 것이 주요한 고집입니다.
그럼에도 불구하고, 우아한 이론을 믿는 사람들은 그것이 증명 된 것을보고 싶어하며, 과학자들은 천문학적으로 큰 끈에 대한 관측 가능한 증거가있을 수 있다는 것을 알게되었습니다. 따라서 슈퍼 스트링 이론은 계속해서 발전하고 있습니다. 결국, 11 차원에서 평행 우주까지, 소용돌이 치는 은하에서 양자 수프에 이르기까지, 수퍼 스트링은 진정으로 모든 것의 이론 일 수 있습니다.