String Theory Rückschlägen Betrachtet

Da String-Theorie so wenige spezifische Prognosen gemacht hat, ist es schwer, sie zu widerlegen, aber die Theorie ist kurz von einigen der Hype gefallen, wie es eine fundamentale Theorie sein wird, alle die Physik in unserem Universum zu erklären, ein # 147-Theorie von allem. # 148- Dieser Fehler, dass die hohe Ziel zu erfüllen scheint die Grundlage für viele (wenn nicht die meisten) der Angriffe gegen ihn zu sein.

Hier sind drei Themen, die auch die meisten Stringtheoretiker sind nicht besonders glücklich über:

• Wegen der Supersymmetrie, erfordert die String-Theorie eine große Anzahl von Teilchen ab, was die Wissenschaftler jemals beobachtet haben.

• Diese neue Theorie der Schwerkraft konnte die beschleunigte Expansion des Universums vorherzusagen, die von den Astronomen entdeckt wurde.

• Eine enorm große Anzahl von mathematisch machbar Stringtheorie Vakuum (Lösungen) existieren derzeit, so scheint es so gut wie unmöglich, herauszufinden, welche unser Universum beschreiben könnte.

In den folgenden Abschnitten für diese Probleme im Detail.

Das Universum hat nicht genug Partikel

Für die Mathematik der Stringtheorie zu arbeiten, haben die Physiker eine Symmetrie in der Natur anzunehmen, genannt Supersymmetrie, das erzeugt eine Entsprechung zwischen verschiedenen Arten von Teilchen. Ein Problem dabei ist, dass anstelle der 18 Elementarteilchen im Standardmodell, Supersymmetrie erfordert mindestens 36 Elementarteilchen (was bedeutet, dass die Natur erlaubt 18 Teilchen, die Wissenschaftler noch nie gesehen haben!).

In gewisser Weise ist die String-Theorie Dinge einfacher machen - die grundlegenden Objekte Streicher und branes oder, wie durch Matrix-Theorie vorhergesagt, nulldimensionales branes genannt partons. Diese Strings, branes oder möglicherweise partons bilden die Teilchen, die Physiker beobachtet haben (oder diejenigen, die sie hoffen, zu beachten). Aber das ist auf einem sehr grundlegenden Pegel- vom praktischen Standpunkt aus, verdoppelt sich die String-Theorie, die Anzahl der von der Natur erlaubt Partikel von 18 auf 36.

Einer der größten Erfolge möglich für die String-Theorie wäre experimentell diese fehlenden supersymmetrischen Partner Partikel zu erkennen. Die Hoffnung vieler theoretischer Physiker ist, dass, wenn der Large Hadron Collider Teilchenbeschleuniger am CERN in der Schweiz vollständig online geht, wird es supersymmetrischen Teilchen detektieren.

Selbst wenn sie erfolgreich sind, den Nachweis der Supersymmetrie von Natur aus keine String-Theorie beweisen, so dass die Debatte in Wut auf würde weitergehen, aber zumindest ein Haupteinwand entfernt werden würde. Supersymmetry könnte auch am Ende wahr zu sein, ob oder ob nicht die Stringtheorie als Ganzes genau gezeigt wird, die Natur zu beschreiben.

Dunkle Energie: Die Entdeckung der Stringtheorie vorausgesagt haben soll

Die Astronomen fanden Hinweise im Jahr 1998, dass die Expansion des Universums tatsächlich wurde beschleunigt. Dieser beschleunigte Expansion wird durch die verursacht dunkle Energie das scheint so oft in den Nachrichten. Nicht nur die String-Theorie nicht vorhersagen, die Existenz der Dunklen Energie, sondern versucht, die Wissenschaft die besten Theorien zu verwenden, die Menge der dunklen Energie mit einer Reihe kommt zu berechnen, als die von Astronomen beobachtet erheblich größer ist. Die Theorie nur absolut gescheitert zunächst Sinn der dunklen Energie zu machen.

Die Behauptung, dies als Fehler der Stringtheorie ist ein bisschen mehr umstritten als die beiden anderen, aber es gibt einige (wenn auch fragwürdige) Logik dahinter. Das Ziel der Stringtheorie ist nichts weniger als die komplette Umschreiben von Gravitationsgesetz, also ist es nicht abwegig, dass die Stringtheorie zu denken, sollte in irgendeiner Weise die dunkle Energie zu erwarten haben. Als Einstein seine Allgemeine Relativitätstheorie konstruiert, zeigten die Mathematik, dass der Raum konnte (später als wahr zu sein) ausbauen. Als Paul Dirac eine Quantentheorie des Elektrons formuliert, zeigten die Mathematik ein Antiteilchen existierte (bewiesen später tatsächlich existieren). Eine tiefe Theorie wie die String-Theorie kann erwartet werden, neue Fakten über unser Universum zu beleuchten, nicht durch unerwartete Entdeckungen blindseitig sein.

Natürlich erwartet keine andere Theorie Expansion des Universums entweder beschleunigend. Vor der Beobachtungs Beweise (von denen einige immer noch umstritten ist), Kosmologen (und Stringtheoretiker) hatte keinen Grund zu der Annahme, dass die Expansionsrate des Raumes zu erhöhen wurde. Jahre nach der dunklen Energie entdeckt wurde, war es, dass die Stringtheorie es modifiziert werden könnte, gezeigt zu umfassen, die Stringtheoretiker als Erfolg zählen (obwohl die Kritiker zu sein unzufrieden fortgesetzt).

Wo sind all diese # 147-grundlegende # 148- Theorien kommen aus?

Leider, wie Stringtheoretiker mehr Forschung durchgeführt wird, hatten sie ein wachsendes Problem (Wortspiel beabsichtigt). Statt auf einer einzigen Verengung in Vakuum (Lösung), die verwendet werden könnten, um das Universum zu erklären, begann es zu schauen, wie es eine absurde große Anzahl von vacua waren. Einige Physiker die Hoffnungen, dass eine eindeutige, grundlegende Version der String-Theorie aus der Mathematik fallen würde effektiv gelöst.

In Wahrheit wurde ein solcher Hype selten in erster Linie gerechtfertigt. In der allgemeinen Relativitätstheorie, zum Beispiel auf eine unendliche Anzahl von Möglichkeiten, lösen die Gleichungen existieren, und das Ziel ist es, Lösungen zu finden, die unser Universum entsprechen. Die zu ehrgeizige Stringtheoretiker (diejenigen, die einen einzigen Vakuum erwartet aus dem Himmel fallen) bald klar, dass sie auch mit einem reichen würde am Ende String-Theorie Landschaft, wie Leonard Susskind nennt den Bereich der möglichen vacua. Das Ziel der Stringtheorie ist seit herauszufinden, werden die von vacua gesetzt gilt für unser Universum.