Strengteori: Teorien om alting?

Ved Research Fellow, ph.d. Emil Have, University of Oxford

Kom med, når teoretisk fysiker Emil Have fortæller om den usædvanlige teori, som vi stadig kun har en overfladisk forståelse af.

Vores to bedste fysiske beskrivelser af Universet udgøres af kvantemekanikken, der med utrolig præcision beskriver opførslen af de mindste partikler og af Einsteins generelle relativitetsteori, der beskriver gravitation og dermed bevægelsen af himmellegemer som planeter og stjerner. Det måske største mysterium i fysikken er dog, at disse to teorier lader til at være uforenelige.

Det første og eneste eksempel på en “teori om alting", der forener de to, er strengteori.  Strengteoriens tese er, at Universets fundamentale byggeblokke er små strenge, hvis vibrationer giver anledning til de partikler og kræfter, vi observerer. Men strengteori forudsiger også en masse andre ting, vi ikke observerer. F.eks. ekstra dimensioner og en underlig såkaldt “supersymmetri”. Af den årsag kan strengteori ikke være en sand beskrivelse af vores Univers.

Så hvorfor studere en teori, vi ved er forkert? Det viser sig, at strengteori er en meget usædvanlig teori, som vi stadigvæk kun har en overfladisk forståelse af. Dens matematiske indhold er så sofistikeret, at den har ført til mange nye og dybe resultater i den rene matematik, hvilket har medført en renæssance inden for samspillet mellem matematik og fysik. Og overraskende nok viser det sig, at den giver en korrekt beskrivelse af kvantegravitation i et univers med en anden krumning end vores via det såkaldte holografiske princip, hvilket giver ledetråde til, hvordan vi måske kan gøre det samme for vores Univers. Endelig har strengteori, kombineret med Roger Penroses twistors, revolutioneret vores forståelse af den matematiske struktur af såkaldte spredningsamplituder, der beskriver sammenstød af kvantepartikler, som bl.a. finder sted hos CERN.