21.1 – Superstrengteorien

En ledende teori for en TOE er superstrengteorien, i hvilken elementarpartiklerne ikke ses som punkter, men som små sløjfer, kaldet ”strenge”. En guitarstreng vibrerer på en måde for at spille et F, en anden måde for at spille et G, og endnu en anden måde for at spille et A. Ifølge superstrengteorien, er de forskellige typer af elementarpartikler, som de forskellige ”toner”, der spilles ved at vibrere en streng med sløjfer.

I princippet, giver superstrengteorien en måde at forene den generelle relativitet og kvantemekanikken på. For at få superstrengteorien til at virke, forestiller fysikere sig, at disse små strenge vibrerer i et univers med 10 rumlige dimensioner i stedet for 3 (tilføjelsen af tid til listen, ville gøre universet 11-dimensionelt). Mens de sædvanlige 3 rumlige dimensioner spredes ud over universets enorme størrelse, omslutter de 7 andre dimensioner der forudsiges af superstrengteorien, tæt omkring dem strengene selv (se figur 21.14), og strækker sig ikke længere i dag, end de gjorde et kort øjeblik efter Big Bang.

For bedre at kunne forstå dette bizarre koncept, skal du forestille dig hvordan det er at leve i et tredimensionelt univers (som det du oplever), hvor en af disse dimensioner kun forlænges med en meget lille afstand. At bo i et sådan univers, ville være som at bå i et tyndt ark papir, der udvidede sig milliarder af parsec i to retninger, men var langt mindre end et atom i den sidste retning. I et sådan univers, ville du let kunne observere længde og bredde; du ville kunne bevæge dig frit i disse retninger. I modsætning hertil, ville du ikke have nogen frihed til at bevæge dig i den tredje dimension, og du kan måske ikke engang erkende at den eksisterer. Måske ville din eneste vinkel til den sande natur for rummet skyldes, at for at forklare resultaterne af partikelfysikeksperimenter, var du nødt til at antage, at partiklerne udvides til en tredje, usynlig dimension. Hvis superstrengteorien er korrekt, kan alle nu se de tre rumlige dimensioner der strækker sig måske for evigt, men er uvidende om, at et hvert punkt i dette tredimensionelle rum, faktisk har en lille, men endelig, udstrækning i syv andre dimensioner på samme tid.

Superstrengteorien er kun en bleg skygge af den slags velafprøvede teorier, som er blevet nævnt gennem hele denne bog. I nogle henseender er superstrengteorien ikke mere end en lovende ide, der giver en retning for teoretikere, som søger efter en TOE. Fysikere vil sandsynligvis aldrig være i stand til at bygge partikelacceleratorer, som gør det muligt for dem, at søge efter de mest fundamentale partikler som forudsiges af en TOE; de krævede energier, er simpelthen for høje. Heldigvis har naturen givet os den ultimative partikelaccelerator: Big Bang selv. Universets struktur som du ser den i dag, er det observerbare resultat af det store eksperiment, Big Bang.

Figur 21.14 – Det er nærmest umuligt at visualisere, hvordan, syv rumlige dimensioner, pakket op i strukturer der er meget mindre end atomkerner, ville se ud. Her er en sådan geometri, projiceret til papirets todimensionelle plan.