끈 이론이란 무엇이며 어떻게 정의됩니까?

끈 이론은 일반 상대성 이론과 양자 역학의 모든 근본적인 힘을 포함하고 설명하는 단일 모델로 자연. 이 이론에서 소립자는 의 표준 모델에서 알 수 있듯이 점 입자가 아닙니다. 물리학에서 진동하는 무한소 차원의 "끈" 또는 "필라멘트"를 나타냅니다. 시공간.

이론의 이름은 기본 입자가 다음과 같은 1차원 물체라는 가정에 근거합니다. 서로 다른 주파수에서 진동하는 끈과 유사하며, 이는 입자의 질량과 유형을 결정합니다. 대표하다.

이 이론은 1960년대 후반에 시작되었으며 Gabriele Veneziano, Yoichiro Nambu, Leonard Susskind, John H. Schwarz와 Michael Green 등이 있습니다. 그러나 주요 간행물은 1974년경 Jöel Scherk와 John Henry Schwarz에 의해 생성되기 시작했습니다. 앞서 언급한 과학자들은 일반 상대성 이론과 양자 역학을 조화시킬 방법을 찾고 있었고, 기본 입자는 실제로 입자가 아니라 시공간에서 진동하는 끈이라는 생각에 이르렀습니다. 지키는. 이후 수십 년 동안 끈 이론은 과학계에서 많은 논란과 논쟁의 대상이 되어 왔습니다.

끈 이론의 기초는 우주의 모든 물질과 근본적인 힘이 이러한 끈의 진동의 결과라는 생각입니다.

형질

끈 이론의 일부 특성과 전제는 다음과 같습니다.

• 기본 입자는 실제로 시공간에서 진동하는 1차원 끈입니다.

• 이러한 끈의 특성(예: 길이 및 장력)에 따라 생성되는 입자의 특성이 결정됩니다.

• 이러한 끈의 다양한 진동 모드는 보존과 페르미온을 포함하여 알려진 모든 기본 입자의 존재를 설명할 수 있습니다.

• 그것은 우리가 매일의 현실에서 경험하는 4차원에 더하여 여러 여분의 공간적 차원을 포함합니다.

일부 과학자들이 가설이라고 부르는 이 이론은 다음과 같은 수학적 모델을 기반으로 합니다. 매우 복잡하고 양자역학, 일반 상대성 이론, 미분 기하학 및 토폴로지.

이론과 관련된 이러한 개념은 계속해서 연구의 주제가 되며 따라서 사용된 수학적 모델과 방정식은 새로운 발견이 이루어지고 새로운 것이 만들어짐에 따라 수정됩니다. 연구.

끈 이론은 현실과 기본 입자의 근본적인 본질에 더 초점을 맞추기 때문에 우주의 기원에 대한 완전한 설명을 제공하지 않습니다. 그러나 그것은 우주 인플레이션과 같은 현상을 설명하는 데 있어서 빅뱅 이론과 어느 정도 양립할 수 있습니다. 우주의 초기 순간에 일어난 가속 팽창의 기간이며 대규모 구조가 형성되었습니다. 규모.

도전과 비판

끈 이론은 수년 동안 많은 비평가와 비방자들의 주제였으며 일부 주장은 다음과 같은 측면과 관련이 있습니다.

• 경험적 증거 부족: 수십 년간의 연구에도 불구하고 끈 이론은 여전히 ​​그 진실성을 확인할 수 있는 충분한 경험적 증거가 없습니다.

• 수학적 복잡성: 이 이론은 수학적 관점에서 볼 때 매우 복잡하여 대부분의 사람들이 이해하기 어렵습니다.

• 공약불가능성: 표준물리학과 통약 불가능하며, 두 이론 간의 관계를 비교하고 확립하기 위한 실험을 수행할 수 없음을 의미합니다.

• 다중 우주: 그 근거는 다중 우주의 존재를 암시하며 일부 사람들은 이 생각을 받아들이기 어렵다.

• 예측하기 어려움: 끈이론은 복잡하기 때문에 관측 가능한 물리적 현상을 정확하게 예측하기 어렵다.

이것들은 끈 이론에 반대되는 비판과 단점 중 일부에 불과합니다. 이러한 어려움에도 불구하고 이 분야에 대한 연구는 계속되고 있으며 많은 과학자들은 이것이 물리학 통합의 열쇠를 쥐고 있다고 믿고 있습니다.

응용분야

끈 이론은 고에너지 물리학, 우주론, 이론 물리학과 같은 분야에 적용됩니다. 또한 입자 물리학 및 양자 중력에 대한 의미도 있습니다. 또한 블랙홀의 물리학과 엔트로피를 연구하는 데 사용되었습니다.

한편으로 끈 이론은 일반 상대성 이론과 양자 역학 간의 화해와 같은 물리학의 가장 근본적인 질문 중 일부를 해결할 수 있습니다. 그의 철학은 이론적 우주론에서 가장 활발한 연구 분야 중 하나가 된 다중 차원과 평행 우주의 존재를 지지합니다.

한편, 이 모델의 기반이 되는 가설은 또한 물리학의 많은 발전을 가져왔습니다. 응집 물질 및 양자 정보 이론과 같은 우주론을 넘어 필드.

우주론은 끈 이론이 최근 수십 년 동안 중요한 역할을 한 분야 중 하나입니다.