宇宙理論之爭！弦理論最終會被M理論統一嗎？

2023-03-31 13:37:11 2

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然而，難題是弦理論有五個獨立的候選項，每個候選項看起來都與其他候選項大不相同。哪一個是正確的？

5種弦理論

在談論弦理論的範疇之前，我們必須對弦理論有一個初步的概念弦理論的一個基本觀點是，自然界的基本單位不是像電子、光子、中微子和夸克這樣的點狀粒子，而是非常小的線性「弦」，它可以是帶端點的「開弦」或帶環的「閉弦」弦的不同振動和運動產生不同的基本粒子。能量和物質可以轉化。因此，弦理論不能證明物質不存在。這五種不同的弦理論有一些共同點首先，它們都涉及維度它們還要求我們的宇宙有10個維度:通常是3個空間維度、1個時間維度和6個更緊湊的維度。它們非常小，所以它們在亞微觀尺度上捲曲在一起。

在所有的理論中，弦振動的方式極大地豐富了我們的物質世界，從自然力到物質的構成，再到物理常數本身。然而，當我們處理物理理論時，細節變得特別重要，五個相互競爭的弦模型在細節上有所不同。一些理論只有閉合的弦環，而另一些理論允許開放的、擺動的弦。一些理論允許振動只在弦的一個方向傳播，而另一些理論允許振動在兩個方向傳播。有些理論是其他理論的結合。

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作為參考。這五種弦理論的名稱是:1型、IIA型、IIB型、SO (32)異形和E8xE8異形顯然，它們不能都正確地描述自然，但是哪一個是「真正的」弦理論，哪一個是錯誤的？這是一個今天仍在討論的問題。弦理論並不完整，也沒有所謂弦理論的最終方程式。不同於其他可以用同樣方式描述的理論，如描述重力的愛因斯坦方程或描述電磁場的麥克斯韋方程然而，直到現在，科學家們只提出這五種弦理論代表了五種不同的近似，仍然不能決定哪一種是最好的。

五種弦理論密切相關

5年，著名理論物理學家愛德華·威滕在一年一度的弦理論會議上發表了演講。在他的演講中，他提出了一個激進的建議:也許五弦理論沒有那麼不同。

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的事實證明了這五種理論之間有一種有趣的聯繫，這就是所謂的對偶性或對稱性例如，關於基本單位，我們不知道它們的相互作用有多強。然而，如果你增強1型弦理論的相互作用強度，你最終會得到一個弱版本的SO(32)異常。有時候一根弦可以在一個非常小的捲起維度上以一定的動量纏繞一定的次數，但是它的雙重性會導致一定的纏繞和動量反轉。類型IIA弦理論和類型IIB弦理論被這種二重性聯繫在一起。

的雙重性表明五弦理論在某種程度上是相關的，並且正在探索更深層次的東西。從所有二元性中可以推斷出更深層的東西。通過嘗試五個弦理論中的兩個二元性，有時你會得到另外五個理論中的一個，有時你會在一個新的地方得到二元性。什麼是「新地方」？，這是M理論！

M理論

m理論就像一個關於弦的超級理論，表明所有五個弦理論實際上只是一個更大更神秘理論的一個小角落。我們過去認為五弦理論是一個獨立的行星，我們的理論和數學探索僅限於這些行星上的小島。但是M理論揭示了所有這些島嶼事實上總是共享一個更大的行星。

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雖然我們對m理論知之甚少，但它的一個奇怪特徵是我們對弦理論的看法似乎只是真實情況的低能近似真正需要的不是10維，而是11維。更重要的是，現實的基本對象不再是弦，而是D膜「膜」只是多維振動物體的一個花哨的詞。字母「d」表示尺寸，給出了從1個膜(串)到2個膜(片)到3個膜(簇)的一切

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在很大程度上，這些電影非常低，基本上就像字符串，而第11個維度在大的宇宙振動中起不了什麼作用。此外，人們對M理論知之甚少。弦論者通常在五種常見條件下工作，因為他們已經研究了幾十年。額外維度和膜的引入使得弦理論已經糟糕的數學更加糟糕。儘管如此，理論家們繼續在邊緣地帶探索，希望有一天m理論中的「m」能有一個全稱。

是一個被提出作為「物理學的終極理論」的理論。m理論希望用一個單一的理論來解釋所有物質和能量的本質和相互作用。然而，它是否能最終統一弦理論仍然是未知的。