М-теория
М-теория — это теория в физике , объединяющая все непротиворечивые версии теории суперструн . Эдвард Виттен впервые высказал предположение о существовании такой теории на конференции по теории струн в Университете Южной Калифорнии весной 1995 года. Заявление Виттена положило начало бурной исследовательской деятельности, известной как вторая революция суперструн .
До объявления Виттена специалисты по теории струн определили пять версий теории суперструн. Хотя поначалу эти теории казались очень разными, работа многих физиков показала, что эти теории связаны сложным и нетривиальным образом. Физики обнаружили, что, казалось бы, различные теории могут быть объединены с помощью математических преобразований, называемых S-дуальностью и T-дуальностью . Гипотеза Виттена частично основывалась на существовании этих дуальностей, а частично — на связи теорий струн с теорией поля, называемой одиннадцатимерной супергравитацией .
Хотя полная формулировка М-теории неизвестна, такая формулировка должна описывать двух- и пятимерные объекты, называемые бранами , и должна быть аппроксимирована одиннадцатимерной супергравитацией при низких энергиях . Современные попытки сформулировать М-теорию обычно основаны на матричной теории или соответствии AdS/CFT .
Согласно Виттену, М должно означать «магия», «тайна» или «мембрана» в зависимости от вкуса, и истинное значение названия должно быть определено, когда станет известна более фундаментальная формулировка теории. [1]
Исследования математической структуры М-теории породили важные теоретические результаты в физике и математике. В более спекулятивном плане М-теория может обеспечить основу для разработки единой теории всех фундаментальных сил природы. Попытки связать М-теорию с экспериментом обычно сосредоточены на компактификации ее дополнительных измерений для построения моделей-кандидатов четырехмерного мира, хотя до сих пор не было подтверждено, что ни одна из них не породила физику, наблюдаемую в экспериментах по физике высоких энергий .
Одной из самых глубоких проблем современной физики является проблема квантовой гравитации . Нынешнее понимание гравитации основано на общей теории относительности Альберта Эйнштейна , сформулированной в рамках классической физики . Однако негравитационные силы описываются в рамках квантовой механики , радикально отличающегося формализма описания физических явлений, основанного на вероятности . [a] Квантовая теория гравитации необходима для согласования общей теории относительности с принципами квантовой механики, [b]но трудности возникают при попытке применить обычные предписания квантовой теории к силе гравитации. [с]
