Introduction ?? la th??orie-M
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En termes non techniques, la th??orie-M pr??sente une id??e de la substance fondamentale de l'univers.
L' atome , longtemps cru ??tre le plus petit b??timent-bloc de la mati??re , dans les premi??res ann??es du 20??me si??cle a ??t?? prouv?? consister en encore plus petits composants appel??s protons , neutrons et ??lectrons , qui sont connus comme particules subatomiques. D??s les ann??es 1960, d'autres particules subatomiques ont ??t?? d??couverts. Dans les ann??es 1980, on a d??couvert que les protons et les neutrons (et d'autres hadrons) sont eux-m??mes constitu??s de petites particules appel??es quarks . La th??orie quantique est l'ensemble des r??gles qui d??crit les interactions de ces particules.
Dans les ann??es 1980, un nouveau mod??le math??matique de physique th??orique appel?? la th??orie des cordes ont ??merg??. Il a montr?? comment toutes les particules, et toutes les formes d'??nergie dans l'univers, pourrait ??tre construit par des ??cha??nes?? hypoth??tiques ?? une dimension infiniment petits-blocs qui ne ont que la dimension de la longueur, mais pas la hauteur ou la largeur. En outre, la th??orie des cordes a sugg??r?? que l'univers est compos?? de multiples dimensions. Nous sommes familiers avec la hauteur, la largeur et la longueur que l'espace tridimensionnel, et le temps donne un total de quatre dimensions observables. Cependant, la th??orie des cordes ont soutenu la possibilit?? de dix dimensions - les 6 autres dont nous ne pouvons pas d??tecter directement. Ces ??cordes?? vibrent dans de multiples dimensions, et selon la fa??on dont ils vibrent, ils peuvent ??tre vus dans l'espace en 3 dimensions comme mati??re, la lumi??re, ou la gravit??. Ce est la vibration de la corde qui d??termine si elle semble ??tre la mati??re ou de l'??nergie, et chaque forme de la mati??re ou de l'??nergie est le r??sultat de la vibration des cordes.
La th??orie des cordes, puis a couru dans un probl??me. Une autre version des ??quations a ??t?? d??couvert. Puis un autre, puis un autre. Finalement, il y avait cinq grandes th??ories des cordes, tous bas??s sur un univers 10 dimensions, et tous semblaient ??tre exacts. Ce ??tait un probl??me, parce que la science ne peut pas avoir cinq ensembles apparemment contradictoires d'??quations pour d??crire la m??me chose.
Au milieu des ann??es 90, un th??oricien de la cha??ne nomm??e Edward Witten de l'Universit?? du Maryland et d'autres chercheurs importants consid??r?? que les cinq versions diff??rentes de la th??orie des cordes pourraient ??tre d??crivant la m??me chose vue sous des angles diff??rents. Ils ont propos?? une th??orie unificatrice appel??e " M-Theory ", dans lequel le" M "ne est pas d??finie, mais est g??n??ralement compris de se pr??senter aux?? membrane ??. M-Theory a toutes les th??ories des cordes ensemble. Il l'a fait en affirmant que les cha??nes sont des tranches vraiment une dimensions d'une membrane vibrante deux dimensions dans l'espace ?? 11 dimensions.
M-Theory ne est pas encore termin??e, mais la structure sous-jacente des math??matiques a ??t?? ??tabli et est en accord avec non seulement tous les th??ories des cordes, mais avec tous nos observations scientifiques de l'univers. En outre, il a pass?? de nombreux tests de coh??rence math??matique interne, que beaucoup d'autres tentatives de combiner la m??canique quantique et la gravit?? ont ??chou??. Malheureusement, jusqu'?? ce que nous pouvons trouver un moyen d'observer m??caniquement dimensions sup??rieures (impossible avec notre niveau actuel de la technologie) M-Theory a un temps tr??s difficile de faire des pr??dictions qui peuvent ??tre test??s dans un laboratoire. Technologiquement, il ne peut jamais ??tre possible pour qu'il soit ??prouv????. Cependant, de nombreux cosmologistes , y compris Stephen Hawking , sont attir??s par M-Theory en raison de son ??l??gance math??matique et la simplicit?? relative. Physicien et auteur ?? succ??s Michio Kaku a remarqu?? que M-Theory peut nous pr??senter une " Theory of Everything "qui est si concise que sa formule sous-jacente se inscrirait sur un t-shirt.
Livres
- Brian Greene a ??crit des livres pour expliquer la th??orie des cordes et la th??orie-M pour le profane en 1999, The Elegant Universe, ISBN 0-375-70811-1, et en 2004, Le tissu du Cosmos, ISBN 0-375-41288-3.
- Smolin, Lee. The Trouble With Physics: The Rise of String Theory, l'automne d'une science, et ce qui vient apr??s (2006), Houghton Mifflin. ISBN 978-0-618-55105-7.
- Woit, Peter. M??me pas faux: L'??chec de la th??orie des cordes et le d??fi continue d'unifier les lois de la physique, 2006. ISBN 0-224-07605-1 (Jonathan Cape), ISBN 0-465-09275-6 (Basic Books)
