Como a Teoria das Cordas tenta explicar a própria essência da estrutura do universo
A teoria das cordas é, talvez, a teoria mais estranha da física teórica moderna, ela tenta resolver o enigma da estrutura do universo. E é tão incomum que pode muito bem acabar sendo não apenas uma bela invenção, mas uma teoria que descreve com bastante precisão a própria essência de todo o universo.
Uma tentativa de combinar tudo em uma teoria
Assim, várias versões da Teoria das Cordas posicionam-se atualmente como uma das principais candidatas ao título de uma teoria universal abrangente, que de fato explica tudo o que existe.
Na verdade, essa teoria nada mais é do que o Santo Graal de todos os físicos teóricos que, ao longo de suas vidas, estão engajados na teoria das partículas elementares, bem como na cosmologia.
Portanto, na teoria universal, existem apenas algumas fórmulas, que contêm toda a quintessência do conhecimento humano sobre as interações em curso e as propriedades das partículas fundamentais da matéria, das quais você e nós somos Universo.
Portanto, no momento, a teoria das cordas foi combinada com o conceito de supersimetria e, assim, surgiu a chamada teoria das supercordas. E até agora este é o máximo que os cientistas-teóricos têm merecido no campo da combinação da teoria das quatro interações principais (forças manifestadas da natureza).
A teoria das supercordas é baseada no conceito, segundo o qual absolutamente qualquer interação na natureza é explicada troca, as chamadas partículas transportadoras do tipo correspondente entre as partículas que entram em interação.
Para um entendimento simples, é permitido imaginar partículas no papel de “tijolos” do universo, e essas notórias partículas portadoras são o “cimento” que une os “tijolos”.
Portanto, se nos voltarmos para o modelo padrão, nele o papel de "tijolos" é atribuído aos quarks, e o papel de "cimento" é desempenhado pelos bósons de calibre, que trocam os quarks entre si.
Mas a teoria da supersimetria foi muito mais longe. De acordo com essa teoria, os próprios quarks e léptons estão longe de ser monolíticos, mas são compostos de muito mais massa e ainda não foram descobertos experimentalmente partículas, que, por sua vez, são interligadas por um "cimento" ainda mais forte de superenergético partículas-portadoras de interações.
É claro que os modernos sistemas de computação da humanidade ainda são incapazes de penetrar tão profundamente no mundo do universo, mas os cientistas já deram um nome a essas partículas hipoteticamente existentes. Por exemplo, existe um seelétron (análogo supersimétrico de um elétron), um squart, etc.
Portanto, em princípio, não é difícil imaginar a imagem do Universo que é proposta por essas teorias. Em uma escala da ordem de 10-35m, ou pelo menos 20 ordens de magnitude menor que o diâmetro de um "tijolo" como um próton, que, como você sabe, consiste em três quarks "colados". Ao mesmo tempo, a arquitetura da matéria neste nível é notavelmente diferente do mundo ao qual estamos acostumados.
Com distâncias tão insignificantes e energias igualmente enormes, a matéria é uma série de ondas de campo estacionárias (assim como nos instrumentos musicais).
Então é assim que um grande número de harmônicos (sobretons), além do tom principal, pode ser excitado em uma corda de violão comum em nossa versão espacial.
E cada estado do harmônico corresponde ao seu próprio estado de energia.
E novamente voltamos à Teoria da Relatividade, ou seja, ao Princípio da Relatividade. Segundo ele, energia e massa são equivalentes e, portanto, quanto maior a frequência de oscilação harmônica da onda, maior sua energia e, portanto, maior a massa da partícula observada.
Além disso, de acordo com a Teoria das Supercordas, suas vibrações são executadas em 11 dimensões ao mesmo tempo. Todos estamos acostumados a quatro dimensões (três espaciais e uma temporal), mas no campo das supercordas tudo é um pouco mais confuso.
Os teóricos tentam contornar esse "emaranhamento" da física e até mesmo, por assim dizer, não perceber e resolver o dilema das medições "desnecessárias" de tal forma que eles são supostamente "compactados" (colapsados) e, portanto, eles não podem ser observados com o padrão energias.
Mas os cientistas não pararam por aí e "finalizaram" a teoria das supercordas e criaram a teoria das membranas multidimensionais. Em geral, essas são as mesmas cordas, apenas as bemol. Os próprios autores da teoria brincam que as membranas são tão distintas das cordas quanto o vermicelli do macarrão.
Apesar de sua aparente universalidade, essa teoria tem uma série de pontos fracos. Portanto, até agora, a teoria não foi reduzida a uma forma matemática estrita, uma vez que simplesmente não há aparato matemático suficiente para trazê-la para uma correspondência interna estrita.
Além disso, contradições significativas de alguns aspectos da teoria com outros ainda não foram eliminadas e, durante toda a existência da teoria, ninguém de teóricos e não poderia oferecer um único experimento onde o raciocínio teórico foi testado em laboratório condições.
E enquanto nem um único experimento científico for realizado, toda a teoria das supercordas e membranas será apenas um belo jogo da imaginação.
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