M-teooria on üksuse versiooni nimi keelteooria, mille esitas 1995. aastal füüsik Edward Witten. Ettepaneku ajal oli keelte teooria 5 varianti, kuid Witten esitas idee, et igaüks neist on ühe aluseks oleva teooria ilming.
Witten ja teised tuvastasid teooriate vahel mitmeid duaalsuse vorme, mis koos teatud oletused universumi olemuse kohta, võimaldaksid neil kõigil olla üksainus teooria: M-teooria. M-teooria üks peamisi komponente on see, et see nõudis veel ühe mõõtme lisamist juba arvukalt keelteooria lisamõõtmeid, et teooriate vahelised seosed võiksid olla töötas välja.
Teine keelteooria revolutsioon
1980ndatel ja 1990ndate alguses oli keelte teooria rikkuse rohkuse tõttu jõudnud probleemideni. Rakendades keelte teooriale supersümmeetriat, kombineeritud superstringi teooriasse olid füüsikud (sealhulgas Witten ise) uuris nende teooriate võimalikke struktuure ja saadud töö oli näidanud 5 erinevat pealisehituse versiooni teooria. Lisaks näitasid uuringud, et keelte teooria erinevate versioonide vahel võiksite kasutada teatud matemaatiliste transformatsioonide vorme, mida nimetatakse S-duaalsuseks ja T-duaalsuseks. Füüsikud olid kahjumis
Lõuna-California ülikoolis 1995. aasta kevadel peetud keelteooria füüsikakonverentsil tegi Edward Witten ettepaneku arvata, et neid kahetisi tuleks tõsiselt võtta. Mis siis, kui ta soovitas, on nende teooriate füüsilises tähenduses see, et erinevad lähenemised keelte teooriale olid erinevad viisid sama aluseks oleva teooria matemaatiliseks väljendamiseks. Ehkki tal polnud selle teooria üksikasju kaardistatud, soovitas ta sellele nime panna, M-teooria.
Keelteooria keskmes on idee, et meie vaadeldava universumi neli mõõdet (3 ruumimõõdet ja üks ajamõõde) võivad olla seletatakse sellega, et mõeldakse universumile kui 10 mõõtmele, kuid seejärel "tihendatakse" 6 neist mõõtmetest submikroskoopiliseks skaalaks, mida ei saa kunagi täheldatud. Tõepoolest, Witten ise oli üks neist inimestest, kes oli selle meetodi välja töötanud juba 1980ndate alguses! Nüüd soovitas ta teha sama asja, eeldades lisamõõtmeid, mis võimaldaksid transformatsioone erinevate 10-mõõtmelise stringiteooria variantide vahel.
Sellest kohtumisest välja kasvanud uurimistöö entusiasm ja katse tuletada M-teooria omadusi, algatas ajajärgu, mida mõned on nimetanud "teiseks keelteteooria revolutsiooniks" või "teiseks üliribaks revolutsiooniks".
M-teooria omadused
Ehkki füüsikud pole siiani M-teooria saladusi paljastanud, on nad tuvastanud mitmeid omadusi, mis teoorial olemas oleksid, kui Witteni oletused tõeks osutuvad:
- 11 ruumiaja mõõdet (neid lisamõõtmeid ei tohiks segamini ajada füüsika ideega multiverse paralleelsete universumite)
- sisaldab stringe ja kliid (algselt nimetatud membraanideks)
- tihendamise kasutamismeetodid selgitamaks, kuidas lisamõõtmed taanduvad neljale kosmose mõõtmele, mida me vaatleme
- duaalsused ja identifitseerimised teooria sees, mis võimaldavad sellel taandada teadaolevatele keelte teooriatele erijuhtudeks ja lõpuks ka füüsikasse, mida meie universumis jälgime
Mida tähistab "M"?
On ebaselge, mille jaoks M-teooria M seisma peab, kuigi on tõenäoline, et see seisis algselt "Membraanis", kuna need olid just avastatud kui keelteooria võtmeelement. Witten on ise olnud sel teemal mõistatuslik, väites, et M tähenduse saab valida maitse järgi. Võimaluste hulka kuuluvad membraan, meister, maagia, mõistatus jne. Füüsikute rühm, mida suures osas juhib Leonard Susskind, on välja töötanud maatriksiteooria, mis nende arvates võib lõpuks valida M, kui see kunagi tõeks osutub.
Kas M-teooria on tõsi?
M-teooria, nagu ka keelteooria variantide puhul, seisneb selles, et praegu ei anna see reaalseid ennustusi, mida saaks teooria kinnitamiseks või ümberlükkamiseks katsetada. Paljud teoreetilised füüsikud jätkavad selle ala uurimist, kuid kui teil on üle kahe aastakümne olnud uurimistöö, millel pole kindlaid tulemusi, kaob entusiasm kahtlemata pisut. Puuduvad tõendid selle kohta, et ka väidavad väited, et Witteni M-teooria oletused on valed. See võib olla juhtum, kus teooria ümberlükkamise suutmatus, näiteks näidates, et see on sisemiselt vastuoluline või mingil moel vastuoluline, on parim, mida füüsikud praegusel hetkel loota võivad.