Einstein'ın 1915'teki genel görelilik kuramının formülasyonundan bu yana , her teorik fizikçi sonsuz sayıda küçük atom ve parçacık dünyasını, kozmosun sonsuz büyük ölçeğindeki anlayışımızla uzlaştırmayı hayal ediyor. İkincisi, Einstein'ın denklemleri tarafından etkili bir şekilde tarif edilirken, ilk, temel etkileşimlerin Standart Modeli olarak adlandırılan olağanüstü bir doğrulukla tahmin edilir. Şu andaki anlayışımız, fiziksel nesneler arasındaki etkileşimin dört temel güç tarafından tarif edilmiş olmasıdır . Bunlardan ikisi - yerçekimi ve elektromanyetizma - bizim için makroskopik düzeyde ilgili, biz günlük hayatımızda bunlarla ilgileniyoruz. Diğer iki, güçlü ve zayıf etkileşimler olarak adlandırılan, çok küçük bir ölçekte hareket eder ve yalnızca atom altı süreçlerle uğraşırken alakalı olur. Standart modelin temel etkileşimlerin bu güçlerin üçü için birleşik bir çerçeve sağlar, fakat yerçekimi sürekli bu resimde dahil edilemez. Bir gezegenin yörüngesi veya galaksi dinamikleri gibi büyük ölçekli fenomenlerin doğru tanımlamasına rağmen, genel görelilik çok kısa mesafelerde bozulur. Standart modele göre, tüm kuvvetlere belirli parçacıklar aracılık eder. Yerçekimi için, graviton denilen bir parçacık işi yapar. Fakat bu gravitonların nasıl etkileştiğini hesaplamaya çalışırken, saçma sapan sonsuzluklar ortaya çıkar. Tutarlı bir yerçekimi teorisi her ölçekte geçerli olmalı ve temel parçacıkların kuantum doğasını hesaba katmalıdır. Bu, diğer üç temel etkileşimle birlikte birleşik bir çerçevede yerçekimini barındıracak, böylece her şeyin kutlanan teorisini sağlayacaktır. Elbette, Einstein'ın 1955'teki ölümünden bu yana pek çok ilerleme kaydedildi ve bugünlerde en iyi adayımız M-teorisi adı altında. Dize devrimi M-teorisinin temel fikrini anlamak için, bilim adamlarının, evreni parçacıklar gibi bir noktaya dayalı olarak tanımlamaktan ziyade, onu küçük salınım yapan ipler (enerji tüpleri) açısından tanımlayabileceğinin farkına vardıklarında, 1970'lere geri dönmeliyiz. Doğanın temel bileşenleri hakkında bu yeni düşünce tarzı birçok teorik problemi çözmüştür. Her şeyden önce, dizgenin belirli bir salınımı bir graviton olarak yorumlanabilir. Standart çekim teorisinin aksine, dizge kuramı etkileşimlerini matematiksel olarak tuhaf sonsuzluklar olmadan açıklayabilir. Böylece, yerçekimi nihayet birleşik bir çerçeveye dahil edildi.

 
Bu heyecan verici keşiften sonra, teorik fizikçiler bu seminal fikrin sonuçlarını anlamak için çok çaba harcadılar. Bununla birlikte, bilimsel araştırmalarda sıklıkla olduğu gibi, sicim teorisinin tarihi iniş ve çıkışlarla karakterizedir. İlk başta insanlar şaşırmıştı çünkü bir "takyon" olarak adlandırılan ışık hızından daha hızlı hareket eden bir parçacığın varlığını tahmin ediyordu. Bu tahmin, tüm deneysel gözlemlerin aksine ve dizi teorisi hakkında ciddi şüphe uyandırdı.

Bununla birlikte, bu konu 1980'lerin başlarında tel teorisinde "süpersimetri" denilen bir şeyin tanıtılmasıyla çözülmüştür. Bu, her parçacığın bir süper partneri olduğunu ve olağanüstü bir tesadüfle, aynı durumun aslında takyonu ortadan kaldırdığını öngörür. Bu ilk başarı genellikle " ilk dize devrimi " olarak bilinir . Bir başka çarpıcı özellik ise, string teorisinin on uzay boyu boyutunun varlığını gerektirmesidir. Şu anda sadece dört tane biliyoruz: derinlik, yükseklik, genişlik ve zaman. Bu büyük bir engel gibi görünse de, birkaç çözüm önerilmiştir ve günümüzde bir problemden ziyade dikkate değer bir özellik olarak düşünülmektedir. Örneğin, ekstra boyutlara erişim olmaksızın bir şekilde dört boyutlu bir dünyada yaşamaya zorlanabiliriz. Ya da ekstra boyutlar, böyle küçük bir ölçekte "kompaktlaştırılmış" olabilir, onları fark etmeyiz. Bununla birlikte, farklı kompaktlaşmalar, fiziksel sabitlerin farklı değerlerine ve dolayısıyla farklı fizik kanunlarına yol açacaktır. Olası bir çözüm, evrenimizin, farklı fizik yasaları tarafından yönetilen sonsuz bir “çok-evrende” sadece bir tanesi olmasıdır. Bu tuhaf görünebilir, ancak bu fikre çok fazla teorik fizikçi geliyor. İkna olmadıysanız, Flatland romanı okumayı deneyebilirsiniz : Edwin Abbott'un birçok boyuttaki bir romantizmi , karakterlerin iki uzaysal boyutta yaşamaya zorlandığı ve üçüncü bir tane olduğunu fark edemedikleri. M-teorisi Ancak, o sırada dize teorisyenlerini rahatsız eden bir sorun vardı. Tam bir sınıflandırma, beş farklı tutarlı dizgi kuramının varlığını gösterdi ve doğanın neden beşten birini seçeceği açık değildi. M-teorisi oyuna girdiğinde budur. İkinci dize devrimi sırasında , fizikçiler, beş tutarlı dizilim teorilerinin aslında on bir uzay boyu boyutunda yaşayan ve M-teorisi olarak bilinen eşsiz bir teorinin sadece farklı yüzleri olduğunu öne sürdüler. Farklı fiziksel bağlamlarda dizgi teorilerinin her birini içerir , ancak yine de hepsi için geçerlidir . Bu son derece etkileyici resim, çoğu teorik fizikçinin M-kuramına her şeyin kuramı olarak inanmasını sağladı - aynı zamanda diğer aday teorilerden de matematiksel olarak daha tutarlı. Yine de, şimdiye kadar M-teorisi, deneylerle test edilebilen tahminler üretmekte zorlandı. Supersymmetry şu anda Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda test ediliyor. Bilim adamları, süper partilerin kanıtlarını buluyorlarsa, bu sonuçta M- teorisini güçlendirecektir . Fakat halen mevcut teorik fizikçilerin test edilebilir deneyler üretmeleri ve deneysel fizikçilerin bunları test etmek için deneyler oluşturmaları için hala bir meydan okuma olmaya devam etmektedir. En büyük fizikçiler ve kozmologlar, dünyanın her şeyi açıklayabilecek güzel ve basit bir tasvirini bulmak için bir tutkuyla hareket ediyorlar. Henüz tam orada olmasa da, Hawking gibi insanların keskin ve yaratıcı fikirleri olmadan bir şansımız olmazdı.

Read more at: https://phys.org/news/2018-03-stephen-hawking-pinned-m-theory-fully.html#jCp