Teori rentetan adalah percubaan untuk menyatukan kedua-dua pilar fisika abad ke-20 - mekanik kuantum dan teori relativiti Albert Einstein - dengan kerangka menyeluruh yang dapat menjelaskan semua realiti fizikal. Ia cuba untuk melakukannya dengan meletakkan zarah-zarah tersebut sebenarnya satu dimensi, entiti rentetan seperti getaran yang menentukan sifat-sifat zarah, seperti massa dan cajnya.
Idea antipenu ini mula-mula dibangun pada 1960-an dan '70-an, apabila rentetan digunakan untuk memodelkan data yang keluar dari collator subatom di Eropah, menurut sebuah laman web mengenai teori rentetan yang dicipta oleh University of Oxford dan British Royal Society. Strings menyediakan cara matematik yang elegan untuk menerangkan kuasa yang kuat, salah satu daripada empat kuasa asas di alam semesta, yang memegang bersama atom nukleus.
Topik itu kekal kecil selama bertahun-tahun, sehingga "revolusi teori rentetan" pada tahun 1984, ketika para teoretik Michael Green dan John Schwarz menghasilkan persamaan yang menunjukkan bagaimana rentetan menghindari ketidakkonsistenan tertentu melanda model yang menggambarkan zarah sebagai objek seperti titik, menurut Universiti Cambridge.
Tetapi pembunga pertama ini meninggalkan penyelidik dengan lima teori berbeza yang menerangkan bagaimana rentetan satu dimensi berayun dalam realiti 10 dimensi. Revolusi kedua berlaku pada tahun 1995, apabila ahli fizik menunjukkan bahawa idea-idea yang berbeza ini semua berkaitan dan boleh digabungkan dengan teori lain yang disebut supergravity, yang bekerja dalam 11 dimensi. Pendekatan itu menghasilkan penjelmaan teori tali panjang semasa.
Membongkar misteri
Teori rentetan adalah salah satu kaedah yang dicadangkan untuk menghasilkan teori segala-galanya, satu model yang menggambarkan semua zarah dan kuasa yang diketahui dan yang akan menggantikan Model Standard fizik, yang dapat menjelaskan segalanya kecuali graviti. Ramai saintis percaya teori rentetan kerana kecantikan matematiknya. Persamaan teori rentetan digambarkan sebagai elegan, dan penerangan tentang dunia fizikal dianggap sangat memuaskan.
Teori menerangkan graviti melalui rentetan getar tertentu yang sifatnya bersesuaian dengan graviton hipotesis, zarah mekanik kuantum yang akan membawa daya graviti. Bahwa teori ini memerlukan 11 dimensi untuk bekerja - bukannya tiga ruang dan salah satu waktu yang biasanya kita alami - tidak menolak ahli fizik yang menganjurkannya. Mereka hanya menerangkan bagaimana dimensi-dimensi tambahan semuanya terkeluar dalam ruang yang sangat kecil, dengan urutan 10 ^ -33 sentimeter, yang cukup kecil yang biasanya tidak dapat mengesan mereka, menurut NASA.
Penyelidik telah menggunakan teori rentetan untuk cuba menjawab soalan-soalan asas tentang alam semesta, seperti apa yang berlaku di dalam lubang hitam, atau mensimulasikan proses kosmik seperti Big Bang. Sesetengah saintis juga telah cuba menggunakan teori tali untuk mendapatkan pegangan pada tenaga gelap, daya misterius mempercepat pengembangan ruang dan masa.
Pengejaran yang tidak pernah berakhir
Tetapi teori rentetan baru-baru ini berada di bawah pengawasan yang lebih besar. Kebanyakan ramalannya tidak dapat dinafikan dengan teknologi semasa, dan banyak penyelidik telah tertanya-tanya jika mereka akan turun lubang kelinci yang tidak berkesudahan. Pada tahun 2011, ahli fizik berkumpul di Muzium Sejarah Semula Jadi Amerika untuk Perdebatan Memorial Isaac Asimov ke-11, untuk membincangkan sama ada ia masuk akal untuk mengubah teori rentetan sebagai perihalan realiti yang berdaya maju.
"Adakah anda mengejar hantu, atau koleksi anda terlalu bodoh untuk memikirkan ini?" mengusik Neil deGrasse Tyson, pengarah Planetarium Hayden muzium, yang menegaskan bahawa kemajuan pada teori rentetan telah telus pada tahun-tahun sebelumnya.
Cabaran yang paling baru kepada teori rentetan datang dari kerangka itu sendiri, yang meramalkan adanya sejumlah besar alam semesta yang unik, sebanyak 10 ^ 500 (itu nombor 1 yang diikuti oleh 500 nol). Landskap multiverse ini seolah-olah memberikan kemungkinan yang cukup, sekiranya penyelidik meneroka mereka, mereka akan menemui satu yang sesuai dengan realiti versi kita sendiri. Tetapi pada tahun 2018, sebuah kertas yang berpengaruh mencadangkan bahawa tidak satu pun daripada alam semesta yang begitu banyak ini kelihatan seperti kosmos kita; Secara khusus, masing-masing tidak mempunyai gambaran tenaga gelap seperti yang kita faham sekarang.
"Ahli teori rentetan mencadangkan jumlah pembinaan matematik yang tidak berkesudahan yang tidak mempunyai perhubungan yang ketara," kata Sabine Hossenfelder, ahli fizik di Institut Frankfurt untuk Pengajian Lanjutan di Jerman yang telah mengkritik teori string, sebelum ini memberitahu Live Science.
Penyelidik lain mengekalkan bahawa teori rentetan akan satu hari muncul hasil. Penulisan dalam majalah Fisika Today, ahli fizik Gordon Kane dari University of Michigan mencadangkan bahawa dengan peningkatan yang sedang dijalankan, Large Hadron Collider dapat menghasilkan bukti teori string dalam waktu dekat. Tetapi nasib muktamad teori, belum lagi diketahui.
