Stringteori er et forsøk på å forene de to grunnpilarene i det 20. århundrets fysikk - kvantemekanikk og Albert Einsteins relativitetsteori - med et overordnet rammeverk som kan forklare hele den fysiske virkeligheten. Den prøver å gjøre det ved å postere at partikler faktisk er endimensjonale, strenglignende enheter hvis vibrasjoner bestemmer partiklenes egenskaper, for eksempel deres masse og ladning.
Denne motintuitive ideen ble først utviklet på 1960- og 70-tallet, da strengene ble brukt til å modellere data som kom ut fra subatomære kollider i Europa, ifølge et nettsted om strengteori opprettet av University of Oxford og British Royal Society. Strenger ga en elegant matematisk måte å beskrive den sterke kraften, en av de fire grunnleggende kreftene i universet, som holder sammen atomkjerner.
Temaet forble marginalt i mange år, frem til "strengteorirevolusjonen" i 1984, da teoretikerne Michael Green og John Schwarz produserte ligninger som viste hvordan strengene unngikk visse uoverensstemmelser som plaget modeller som beskrev partikler som poenglignende objekter, ifølge University of Cambridge.
Men denne første blomstringen etterlot forskere fem forskjellige teorier som forklarte hvordan endimensjonale strenger svingte i en 10-dimensjonal virkelighet. En annen revolusjon skjedde i 1995, da fysikere viste at disse forskjellige ideene alle var relatert og kunne kombineres med en annen teori kalt supergravitet, som fungerte i 11 dimensjoner. Denne tilnærmingen genererte den nåværende inkarnasjonen av strengteori.
Unraveling mysterier
Strengteori er en av de foreslåtte metodene for å produsere en teori om alt, en modell som beskriver alle kjente partikler og krefter og som vil erstatte standardmodellen for fysikk, som kan forklare alt bortsett fra tyngdekraften. Mange forskere tror på strengteori på grunn av dets matematiske skjønnhet. Ligningene av strengteori beskrives som elegante, og beskrivelsene av den fysiske verden anses som ekstremt tilfredsstillende.
Teorien forklarer tyngdekraften via en spesiell vibrerende streng hvis egenskaper tilsvarer den til den hypotetiske graviton, en kvantemekanisk partikkel som ville bære tyngdekraften. At teorien bisart krever 11 dimensjoner for å fungere - snarere enn plassens tre og en tid vi normalt opplever - har ikke frarådet fysikere som går inn for det. De har ganske enkelt beskrevet hvordan de ekstra dimensjonene alle er krøllet sammen i et ekstremt lite sted, i størrelsesorden 10 ^ -33 centimeter, noe som er lite nok til at vi normalt ikke kan oppdage dem, ifølge NASA.
Forskere har brukt strengteori for å prøve å svare på grunnleggende spørsmål om universet, for eksempel hva som foregår inne i et svart hull, eller for å simulere kosmiske prosesser som Big Bang. Noen forskere har til og med forsøkt å bruke strengteori for å få tak i mørk energi, den mystiske kraften akselererer utvidelsen av rom og tid.
En uendelig forfølgelse
Men strengteori har den siste tiden blitt undersøkt større. De fleste av dens spådommer er uprøvelige med dagens teknologi, og mange forskere har lurt på om de går ned et aldri så lite kaninhull. I 2011 samlet fysikere seg på American Museum of Natural History for den 11. årlige Isaac Asimov Memorial Debate, for å diskutere om det var fornuftig å henvende seg til strengteori som en levedyktig beskrivelse av virkeligheten.
"Forfølger du et spøkelse, eller er samlingen av deg bare for dum til å finne ut av dette?" ertet Neil deGrasse Tyson, direktør for museets Hayden Planetarium, som påpekte at fremgangen med strengteori hadde vært ujevn de siste årene.
De siste utfordringene med strengteori har kommet fra selve rammen, som spår eksistensen av et potensielt stort antall unike universer, så mange som 10 ^ 500 (det er nummer 1 etterfulgt av 500 nuller). Dette multiverse landskapet så ut til å gi nok muligheter til at hvis forskere skulle utforske dem, ville de komme over et som tilsvarte vår egen versjon av virkeligheten. Men i 2018 antydet et innflytelsesrikt papir at ikke en eneste av disse utallige hypotetiske universene så ut som kosmos vårt; spesifikt manglet hver en beskrivelse av mørk energi slik vi forstår den nå.
"Strengteoretikere foreslår en tilsynelatende uendelig mengde matematiske konstruksjoner som ikke har noe kjent forhold til observasjon," sa Sabine Hossenfelder, en fysiker ved Frankfurt Institute for Advanced Studies i Tyskland som har vært kritisk til strengteori, fortalte Live Science.
Andre forskere hevder at strengteori en dag vil skje opp resultatene. Forfatter i magasinet Physics Today antydet fysiker Gordon Kane fra University of Michigan at med store oppgraderinger som for øyeblikket blir utført, kunne Large Hadron Collider gi bevis på strengteori i nær fremtid. Men teoriens endelige skjebne er foreløpig ukjent.
