M-teoria: Różnice pomiędzy wersjami

PróczPoza byciaistnieniem obiektemjako znacznegoobiekt zainteresowaniabadań teoretyków M-teoria zapewnia ramy dla budowania modeli świata rzeczywistego, które łączą ogólną teorię względności z [[model standardowy|modelem standardowym]]. Fenomenologia w odniesieniu do cząstek stanowi dział fizyki teoretycznej, obejmujący konstrukcję realistycznych modeli przyrody z bardziej abstrakcyjnych idei teoretycznych. [[Fenomenologia strun]] stanowi część teorii strun, obejmującą starania mające na celu budowę realistycznych modeli fizyki cząstek na bazie strun i M-teorii<ref>Dine 2000</ref>.

Zazwyczaj modele takie bazują na kompaktyfikacji ([[świat strunowy|światy strunowe]] stanowią alternatywną drogę wyprowadzania fizyki świata rzeczywistego z teorii strun<ref>Randall & Sundrum 1999</ref>). Zaczynając od dziesięcio- bądź jedenastowymiarowej czasoprzestrzeni teorii strun bądź M-teorii, fizycy postulują kształt nadmiarowych wymiarów. Dokładnie wybierając ich kształt, potrafią zbudować modele z grubsza przypominające model standardowy, wraz z dodatkowymi, nieodkrytymi jeszcze cząstkami<ref>Candelas et al. 1985</ref>. Częsty sposób wyprowadzania rzeczywistej fizyki z teorii strun wychodzi od heterotycznej teorii strun w dziesięciu wymiarach, przyjmując zwinięcie sześciu nadmiarowych wymiarów przestrzennych w kształt przypominający sześciowymiarową [[Przestrzeń Calabiego-Yau|rozmaitość Calabiego–Yau]], szczególny rodzaj obiektu geometrycznego nazwany na cześć matematyków o nazwiskach [[Eugenio Calabi]] i [[Shing-Tung Yau]]<ref>Yau & Nadis 2010, s. ix</ref>. Rozmaitości Calabiego–Yau oferują wiele sposobów wyprowadzania fizyki rzeczywistego świata z teorii strun. Inne, podobne metody, można wykorzystać dla budowy realistycznych modeli czterowymiarowego świata na bazie M-teorii<ref>Yau & Nadis 2010, s. 147–150</ref>.

Przykładowo: fizycy i matematycy często zakładają, że przestrzeń ma matematyczną własność zwaną [[gładkość|gładkością]]. Jednak własności tej nie można założyć w przypadku rozmaitości ''G''₂ w celu wyprowadzenia fizyki codziennego czterowymiarowego świata. Inny problem polega na tym, że rozmaitości ''G''₂ nie są [[rozmaitość zespolona|rozmaitościami zespolonymi]], więc teoretycy nie mogą wykorzystać gałęzi matematyki zwanej [[analiza zespolona|analiząanalizy zespolonązespolonej]]. W końcuPonadto istnieje wiele otwartych pytań o istnienie, unikatowość i inne własności rozmaitości ''G''₂, a matematykom brak systemowych sposobów badańbadania tych rozmaitości<ref name="Yau and Nadis 2010, p. 150"/>.

Z powodu trudności związanych z rozmaitościami ''G''₂ większość wysiłków zmierzających ku konstrukcji realistycznych teorii fizyki, opierających się na M-teorii bardziej pośrednio, podchodzi do kompaktyfikacji czasoprzestrzeni jedenastowymiarowej. Jedno z podejść, zapoczątkowane przez Wittena, Hořavę, [[Burt Ovrut|Ovruta]] i innych, znane jest jako heterotyczna M-teoria. Opiera się ona na wyobrażeniu jednego z jedenastu wymiarów M-teorii zwiniętego w okrąg. Jeśli okrąg ten będzie bardzo mały, czasoprzestrzeń będzie w praktyce dziesięciowymiarowa. Przyjmuje się następnie, że sześć z dziesięciu wymiarów tworzy rozmaitość Calabiego–Yau. Jeśli rozmaitość Calabiego–Yau również będzie mała, pozostanie teoria czterowymiarowa<ref name="Yau and Nadis 2010, p. 150"/>.