Teoria strun, o co naprawdę w niej chodzi? - POP Science #100

Zastanawiano się jak się to dzieje, w jaki sposób te zjawiska zachodzą, no i powstała teoria oddziaływania słabego, w którym to oddziaływaniu słabym istnieją bozony pośredniczące. I oczywiście potem rozwinięto to w teorię taką jednolitą. Czyli cząstki, które przenoszą to oddziaływanie. Tak, cząstki, które przenoszą oddziaływanie, potem miano bozonów to były jeszcze cząstki, fotony, które przenoszą informacje o oddziaływaniu elektromagnetycznym i dołożono też jedyne takie, które znajdują rozwiązanie właśnie w tej teorii strun, grawitony. Których jakby nie jesteśmy w stanie, czy fizyka nie jest w stanie opisać w taki sposób klasyczny, kwantowo-mechaniczny.

Jakby znakomicie się sprawdza, bo pozwala bez jakichś większych komplikacji dołączyć do swojej menażerii tych strun udających bozony pośredniczące, także postulowany w tym wczesnym modelu standardowym Graviton. I teoria strun była pierwszą teorią, która traktując Graviton tak samo jak inne bozony, Bez problemu go opisała. Czyli generalnie po raz pierwszy pojawiła się jakaś teoria, która miałaby opisywać tę podszewkę naszej rzeczywistości, która uwzględniała i kwantowała grawitację. Z tym był problem, bo tutaj musimy jakby jasno powiedzieć, że mimo że mamy teorię względności Einsteina, która bardzo fajnie opisuje nam geometrię czasoprzestrzeni, to co dzieje się w świecie makro, to nijak, znaczy nijak, no mało się ma do tego, co jest w świecie mikro.

I w świecie kwantowym. Ale znowu, rozpisując całą mechanikę kwantową, nie za bardzo można było uchwycić grawitację. Wszystkie te właśnie, tak jak mówisz, oddziaływania miały swoje bozony, te cząstki pośredniczące, które przenosiły po prostu te oddziaływania, czyli wymieniając ze sobą jakieś tam cząstki, te inne cząstki się komunikowały i działy się te pewne rzeczy, pewne procesy. A grawitacja się temu wymykała, nie można było jej skwantować w żaden sposób, matematycznie się to po prostu rozlatywało, obserwacyjnie nie było takich obserwacji, eksperymenty tego nie potwierdzały i oto mamy teorię, bozonową teorię strun, która nagle kwantuje nam grawitację, bo właśnie ten grawiton pięknie zaczyna wynikać matematycznie z tej teorii. Tak i na dodatek jeszcze te wspomniane już diagramy Feynmana nagle zaczęły żyć własnym życiem jako pewna ewolucja,

Lata siedemdziesiąte, kiedy Saskind dołączył do tego, właściwie on wyprowadził, można z tego co Veneziano zapoczątkował, to Saskind wyprowadził to do postaci takiej właśnie pełnoprawnej teorii strun. Ciekawostką było to, że Wspominałeś o tych wymiarach, o tych diagramach Feynmana, które wielowymiarowo zaczynają gdzieś tam działać i żeby to wszystko działało, bo ona faktycznie elegancko wiązała przynajmniej część tych takich rzeczy, no i te gravitony, to było coś takiego... Tak, taki miód. I problem był w tym, że potrzeba było tam ponad 20 wymiarów dodatkowych, żeby to działało. No i wiesz, to jest skomplikowane. Każdy wymiar dodatkowy, którego nie widzimy, to już jest takie coś, co każe ci się zastanowić, czy aby na pewno ta teoria ma ręce i nogi.

Wysyłamy protony, które mają olbrzymią energię. Przyśpieszamy je do dużych prędkości, więc one, gdyby im dać jeszcze więcej energii, też mogłyby takie cząstki utworzyć. Ale grawitacja się wymykała temu wszystkiemu i dalej się wymyka, to jest właśnie ten zasadniczy problem. Natomiast pojawiła się ta chromodynamika kwantowa i ona powiedziała, lesz ty dziwna teorio, teorio strun, bo w sumie jest za dużo rzeczy, które trzeba na wiarę wziąć, które nie są potwierdzone w eksperymentach, żeby przyjąć, że jesteś prawdziwa. To znaczy nawet za cenę tego elementu, którym jest właśnie grawiton i opis grawitacji w tej nomenklaturze strun kosmicznych i jednocześnie opis unifikacji wszystkich czterech oddziaływań, bo my tak naprawdę w tym momencie

Nie wiem, ta teoria jest o tyle dobra, że ona włącza do swojej menagerii, ta M-teoria. Włącza kwarki, leptony, bozony, grawiton. Trochę lepiej to wszystko opisuje. Dlatego właśnie to, co tutaj mówiłeś. W latach 90., tak jak w latach 80., ten kwantowy wszechświat zaczął jakby być interesujący, wczesny wszechświat. I to doprowadziło do tego, że przypomniano sobie o strunach, bo gdzieś tam pasowały. Tak samo lata 90. Tutaj obserwacje kosmologiczne mocno posunęły się dzięki temu, że teleskop Hubble'a zaczął produkować naprawdę dużo wtedy danych i zaczęto widzieć te szczegóły w budowie takiej wielkoskalowej.

Ale grawiton jest jakby cząstką, która jest opisywana normalnie. Słuchaj, to ja ci powiem jaki problem widzę z teorią strun, nie tylko ja oczywiście, bardziej fizyce, którzy się tym zajmują, ale najpierw z POPujmy, żeby wykorzystać tutaj książkę i może jeszcze jakąś płytę, dwie. Tak, płytkę i książkę. Moi drodzy, to jest... To jest płyta, która jest nowością. Nowością dla Was i dla mnie, bo jakiś tam czas temu... Niech stanie się światłość. Madis, czyli Amadeusz Małkowski z Krakowa.