Bosónico teoría de cuerdas: 25 dimensiones espaciales

En 1974, Claude Lovelace descubrió que la teoría de cuerdas bosónico sólo podía estar físicamente coherente si se formula en 25 dimensiones espaciales, pero hasta ahora se sabe, sólo tenemos tres dimensiones espaciales! Dimensiones

son los elementos de información necesarios para determinar un punto preciso en el espacio. (Las dimensiones son generalmente considerados en términos de arriba / abajo, izquierda / derecha, adelante / atrás).

Golosinas relatividad espacio y el tiempo como un continuo de coordenadas, por lo que esto significa que el universo tiene un total de 26 dimensiones en la teoría de cuerdas, en lugar de las cuatro dimensiones que posee en virtud de teorías de la relatividad especial y general de Einstein.

La relatividad de Einstein tiene tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal, porque esas son las condiciones utilizadas para crear la teoría. No empezó a trabajar en la relatividad y acaba de pasar a tropezar con tres dimensiones espaciales, sino intencionalmente construido en la teoría desde el principio. Si hubiera querido una relatividad de 2 dimensiones o 5 dimensiones, podría haber construido la teoría a trabajar en esas dimensiones.

Con la teoría de cuerdas bosónico, las ecuaciones de hecho exigían un cierto número de dimensiones para ser matemáticamente consistente. La teoría se desmorona en cualquier otro número de dimensiones!

La razón de las dimensiones extra

La razón de estas dimensiones extra puede ser visto por analogía. Considere la posibilidad de una larga primavera, flojo (como un furtivo), que es flexible y elástica, similar a las cuerdas de la teoría de cuerdas. Si usted pone la primavera en una línea recta plana en el suelo y tire de ella hacia afuera, las ondas se mueven a lo largo de la primavera. Estos se llaman ondas longitudinales y son similares a la forma en que las ondas sonoras se mueven a través del aire.

La clave es que estas ondas o vibraciones, se mueven solamente un lado a otro a lo largo de la primavera. En otras palabras, son las ondas de 1-dimensionales.

Ahora imagine que el muelle se queda en el suelo, pero alguien tiene cada extremo. Cada persona puede mover los extremos del muelle donde quieran, siempre y cuando se queda en el suelo. Pueden moverse de izquierda a derecha, o de ida y vuelta, o alguna combinación de los dos. Como los extremos del muelle de movimiento de esta manera, las ondas que se generan requieren dos dimensiones para describir el movimiento.

Finalmente, imagina que cada persona tiene un extremo de la primavera, pero se puede mover en cualquier lugar - izquierda o derecha, atrás o adelante, y hacia arriba o hacia abajo. Las ondas generadas por el resorte requieren tres dimensiones para explicar el movimiento. Tratar de utilizar ecuaciones de 2 dimensiones o 1-dimensionales para explicar el movimiento no tendría sentido.

De una manera análoga, la teoría de cuerdas bosonic requiere 25 dimensiones espaciales de modo que las simetrías de las cuerdas podrían ser totalmente consistente. (Simetría conforme es el nombre exacto del tipo de simetría en la teoría de cuerdas que requiere este número de dimensiones.)

Si los físicos dejados de lado ninguna de esas dimensiones, que hizo tanto sentido como tratar de analizar la primavera de 3 dimensiones en una sola dimensión. . . es decir, ninguna.

Tratar con las dimensiones extra

La concepción física de estas dimensiones extra era (y sigue siendo) la parte más difícil de la teoría de comprender. Todo el mundo puede comprender tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal. Dada una latitud, longitud, altitud y tiempo, dos personas pueden reunirse en cualquier lugar del planeta. Puede medir la altura, la anchura, la longitud, y experimenta el paso del tiempo, por lo que tiene un conocimiento regular con lo que representan esas dimensiones.

¿Qué pasa con los otros 22 dimensiones espaciales? Estaba claro que estas dimensiones tuvieron que ser escondido de alguna manera. La teoría de Kaluza-Klein predijo que las dimensiones adicionales fueron enrolladas, pero rodando a ellos precisamente de la manera correcta para lograr resultados que tenían sentido fue difícil. Esto se logró por la teoría de cuerdas a mediados de la década de 1980 a través de la utilización de variedades de Calabi-Yau.

Nadie tiene ninguna experiencia directa con estos extraños otras dimensiones. Para la idea de salir de las relaciones de simetría asociados con una nueva conjetura física teórica relativamente oscuro ciertamente no ofrecer mucha motivación para que los físicos aceptan. Y durante más de una década, la mayoría de los físicos no lo hicieron.