Keelteooria on katse ühendada 20. sajandi füüsika kaks sammast - kvantmehaanika ja Albert Einsteini relatiivsusteooria - kõikehõlmava raamistikuga, mis võib selgitada kogu füüsilist reaalsust. Ta püüab seda teha, positsioneerides, et osakesed on tegelikult ühemõõtmelised, stringilaadsed entiteedid, mille vibratsioon määrab osakeste omadused, näiteks nende mass ja laeng.
See vastuintuitiivne idee töötati esmakordselt välja 1960ndatel ja 70ndatel, kui Oxfordi ülikooli ja Briti kuningliku seltsi loodud keelte teooriat käsitleva veebisaidi kohaselt kasutati stringe Euroopa subatomaatilistest kokkupõrgetest tulevate andmete modelleerimiseks. Stringid andsid elegantse matemaatilise viisi tugeva jõu kirjeldamiseks, mis on üks universumi neljast põhijõust, mis hoiab koos aatomituumasid.
Teema jäi paljude aastate jooksul marginaalseks, kuni "keelte teooria revolutsioonini" 1984. aastal, mil teoreetikud Michael Green ja John Schwarz koostasid võrrandid, mis näitasid, kuidas keelpillid vältisid teatavaid vastuolusid, vaevates mudeleid, mis kirjeldasid osakesi punktitaoliste objektidena. Cambridge.
Kuid see esimene õitsemine jättis teadlastele viis erinevat teooriat, mis selgitasid, kuidas ühemõõtmelised stringid võnkusid 10-mõõtmelises reaalsuses. Teine revolutsioon leidis aset 1995. aastal, kui füüsikud näitasid, et need erinevad ideed olid kõik omavahel seotud ja neid oli võimalik ühendada teise teooriaga, mida nimetatakse supergravitatsiooniks ja mis töötas 11 dimensioonis. See lähenemine genereeris keelteooria praeguse kehastumise.
Saladuste lahtiharutamine
Keelteooria on üks kavandatud meetodeid kõige teooria loomiseks, mudel, mis kirjeldab kõiki teadaolevaid osakesi ja jõude ning mis asendaks füüsika standardset mudelit, mis selgitab kõike, välja arvatud gravitatsioon. Paljud teadlased usuvad keelteooriat selle matemaatilise ilu tõttu. Keelteooria võrrandid on elegantsed ja nende füüsilise maailma kirjeldused on äärmiselt rahuldavad.
Teooria seletab gravitatsiooni konkreetse vibreeriva stringi abil, mille omadused vastavad hüpoteetilisele gravitatsioonile - kvantmehaanilisele osakesele, mis kannaks gravitatsioonijõudu. See, et teooria nõuab töötamiseks veidralt 11 mõõdet - selle asemel, et kasutada tavaliselt ruumi ja ühte aega, mida tavaliselt kogeme -, ei ole seda propageerinud füüsikuid heidutanud. Nad on lihtsalt kirjeldanud, kuidas kõik lisamõõtmed on keerdunud äärmiselt pisikesse ruumi suurusjärgus 10–33 sentimeetrit, mis on piisavalt väike, et me ei saaks neid NASA andmetel tavaliselt tuvastada.
Teadlased on kasutanud keelteooriat, et proovida vastata universumi kohta käivatele fundamentaalsetele küsimustele, näiteks sellele, mis toimub musta augu sees, või simuleerida kosmilisi protsesse nagu Suur Pauk. Mõned teadlased on isegi üritanud kasutada keelte teooriat, et saada käepide tumedast energiast - salapärane jõud, mis kiirendab ruumi ja aja laienemist.
Lõputu jälitamine
Kuid keelpilliteooria on viimasel ajal sattunud suuremasse kontrolli. Enamik selle ennustusi on praeguse tehnoloogiaga vaieldamatud ja paljud teadlased on mõelnud, kas nad lähevad mööda lõputut küüliku auku. 2011. aastal kogunesid füüsikud Ameerika loodusloomuuseumisse 11. iga-aastasele Isaac Asimovi mälestusarutelule, et arutada, kas on mõtet pöörduda keelte teooria poole kui reaalsuse elujõulisse kirjeldusse.
"Kas jahite kummitust või on teie kogumik liiga loll, et seda välja mõelda?" kiusas muuseumi Haydeni planetaariumi direktor Neil deGrasse Tysonit, kes tõi välja, et keelpilliteooriaga seotud edusammud on varasematel aastatel olnud laigulised.
Viimane väljakutse keelpilliteooriale on tulnud raamistikust endast, mis ennustab potentsiaalselt tohutu hulga ainulaadsete universumite olemasolu, koguni 10 ^ 500 (see on number 1, millele järgneb 500 nulli). See mitmetahuline maastik näis pakkuvat piisavalt võimalusi, et kui teadlased neid uuriksid, siis satuksid kokku meie reaalsuse versioonile vastavaga. Kuid 2018. aastal soovitas mõjukas paber, et mitte ükski neist lugematutest hüpoteetilistest universumitest ei tundunud meie kosmose moodi; konkreetselt puudus kõigil tumeda energia kirjeldus, nagu me sellest praegu aru saame.
"Keelteoreetikud pakuvad välja näiliselt lõputu hulga matemaatilisi konstruktsioone, millel ei ole teada seost vaatlusega," rääkis Saksamaa keelpilliteooria suhtes kriitilise pilguga Frankfurdi kõrgtehnoloogia instituudi füüsik Sabine Hossenfelder varem ajakirjale Live Science.
Teised teadlased väidavad, et keelte teooria annab ühel päeval tulemusi. Michigani ülikooli füüsik Gordon Kane tegi ajakirjas Physics Today kirjutades ettepaneku, et praegu toimuvate versiooniuuenduste abil võiks Suur Hadronite põrkeseadja lähitulevikus tõendada keelte teooriat. Kuid teooria lõplik saatus on seni teadmata.
