초끈 이론 설명과 이해

초끈 이론

초끈 이론 즉 세상의 모든 것이 0차원 입자가 아니라 1차원 끈으로 이루어져 있다는 사상을 바탕으로 한 물리학 이론이다. 보다 정확히 말하면 0+1차원의 입자가 아니라 시간을 포함한 1+1차원의 끈으로 구성되어 있다.

이러한 현은 기본적인 입자라고 하며, 현상의 진동 패턴이나 장력에 의해 기초 입자의 패턴이 결정된다. 참고로,

"초" 문자열이라는 이름은 매우 좋은 문자열이 아니라 초대를 형성하는 문자열이다.

현재로서는 TOE의 유력한 후보지만 가능성은 그리 높지 않다. 이 친구 최고야. 가장 큰 문제는 현대 기술로는 검증 장비를 만들기 어려운 만큼 실험적인 검증이 없다는 점이다.

 

예를 들어 현대 기술을 적용하면 태양계 크기의 입자 가속기를 이용해 초음파 입자를 검출할 수 있다. TOE의 범용성에 기인하는 방정식의 복잡성은 사실 치수의 특성을 결정하는 칼루자-클라인 도형의 특수성뿐만 아니라 두 번째 문제다.

초끈 이론 예를 들어 현대 기술을 적용하면 태양계 크기의 입자 가속기를 이용해 초음파 입자를 검출할 수 있다. TOE의 범용성에 기인하는 방정식의 복잡성은 사실 치수의 특성을 결정하는 칼루자-클라인 도형의 특수성뿐만 아니라 두 번째 문제다.

 

초끈 이론 이 이론으로 아무것도 예측하지 못한 것이 회의론자들의 요점이기도 하다.

이 이론이 맞다고 가정하면 기존 양자장 이론을 장애물로 취급하던 중력에 정량화하고 현대 물리학 이론의 양대 산맥인 양자역학과 일반 상대성 이론을 통합할 수 있다.

 

즉 TOE이다. 그러나 이론물리학계가 아름답고 견고한 시스템을 이야기한다고 해도 실험적인 검증이 없는 가설일 뿐이다.

이 슈퍼 스트링 이론에서 슈퍼 스트링의 크기는 10-35m로 쿼크보다 1억 배 이상 작다.

 

그러나 슈퍼스트링은 가장 작은 입자가 아니다. 정확히 말하면, 슈퍼스트링 이론의 끈은 모든 입자의 근본적인 모습이며 끈의 진동 패턴과 주파수에 따라 다른 입자로 나타난다.

 

즉, 슈퍼스트링 이론에서 입자의 근본적 형상과 고대 그리스의 데모크리토스가 주장한 원자로는 끈이다.

 

아직 초보적 수준이었던 양자역학은 양자장 이론의 출현과 함께 매우 많이 발전하였고,

 

맥스웰의 전자기 이론은 QED로 완전히 전환되었고, 문제는 QCD의 출현과 함께 어느 정도 해결되었다.

 

초끈 이론 쿼크. 이 이론의 합은 지금까지 대부분의 사람들이 알아본 '표준 모델'이다. 그러나 표준형 모델은 중력에 대한 설명을 전혀 하지 않아 치명적인 결함이 있었다.

 

1960년대에 이탈리아의 입자 물리학자 가브리엘 베네치아노는 입자 사이의 결합 세기의 강도를 설명하는 방정식을 발견하여 이 공식은 오일러-베타 함수와 정확히 일치함을 확인했다.

 

난부 요이치로, 홀거 닐슨, 레너드 사스킨트 등 여러 학자들이 식을 검토한 결과, 그 방정식이 서로 교류할 수 있는 강력한 힘을 가지고 있다는 것을 알게 되어, 인접한 두 현을 잠깐 진동시킨 다음 다시 멀어지는 것을 기술하였다. 여기 끈 이론이 있다.

난부 요이치로, 홀거 닐슨, 레너드 사스킨트 등 여러 학자들이 식을 검토한 결과, 그 방정식이 서로 교류할 수 있는 강력한 힘을 가지고 있다는 것을 알게 되어, 인접한 두 현을 잠깐 진동시킨 다음 다시 멀어지는 것을 기술하였다. 여기 끈 이론이 있다.

이때 강도에 대한 이론적 설명은 중력 이론의 설명보다는 실험 결과와 일치한 끈 이론의 시작이었다. 그러나 메밀 이론의 등장으로 끈 이론의 입자 가운데 버려진 0-spin과 2-spindle 입자의 스핀들을 가진 불필요한 입자의 문제는 양자 중력장을 설명하는 0-spin-2 입자로 밝혀졌다.

 

초끈 이론 그리고 다른 심각한 문제들 중 하나는 나중에 초대칭성을 도입함으로써 해결되었다.

이후 물리학계에서는 양자역학과 일반상대성이론을 통합하려는 시도가 수없이 있었지만

 

둘 다 치명적인 수학적 오류로 상실되고 양자역학과 상대성 이론의 통합에 대한 학문적 반응은 갈수록 회의적이다. 표준모델은 기본 입자의 크기를 점으로 간주해 중력을 기술하는 데 필요한 일반 상대성 이론과 미시세계를 기술하는 데 필요한 양자역학(양성 이론)을 모두 요구한다.

 

그런데, 일반 상대성 방정식과 양자 역학의 방정식을 결합하면 무한한 확률을 만들어 낸다! 확률값은 사이여야 하므로, 이는 표준모델에서 정말로 치명적인 약점이다.

초끈 이론 1969년 대통합론에 대한 학문적 열기는 완전히 식어 버렸고, 레오나드 사스킨트와 난부 요이치로가 학생들의 공부 중에 우연히 그라비톤의 존재를 예측하거나 허용하는 수학 공식을 발견했다.

 

자연에는 전자기력, 중력, 강도, 약력 등 4가지 힘이 있는데, 이는 장과 중간이 매개하는 양성자를 필요로 한다. 매개 전자기력, 강도 또는 약한 힘을 갖는 양성자는 매개 중력이 실험적으로 허용되거나 이론적으로 예측되지 않는 그라비톤이다.

한편 끈 이론은 중력장의 양자 버전인 중력을 기술하는 방법을 개발했다.

이러한 이론을 전개함에 따라 시공간을 끈으로 표현할 수 있다.

 

그런 생각과 나머지 7차원은 4차원의 틈새에 숨겨져 초끈이론의 출현으로 이어졌다.

 

초대칭으로 볼 때, 끈이 가능한 세계 시트의 목표 시간과 공간이 1+10 치수(원래 1+9 치수)인 것을 발견한 무모한 (타치온 없는) 에너지 스펙트럼을 고려할 수 있지만, 초끈 이론 이라고 하여서

 

나중에 에드워드 위튼이 특별한 계산기를 도입했을 때 숨겨진 치수가 하나 더 있었다.이중성이라고 불리는 끈적끈적한 상수를 포함하는 계산에서.그러나 우리가 보는 시간과 공간은 1+3차원이라 남은 치수는 작다.

역사는 아인슈타인, 칼루자, 클라인으로 거슬러 올라간다. 그는 양자역학을 거부하고 전자기력과 중력을 결합하려고 시도했다. 물론 5차원 공간이었다.

이 사상은 갑자기 나타난 것이 아니라 많은 사람들이 연구했기 때문에 사용한 수학에 따라 다른 형태의 초끈 이론이 나타났지만, 에드워드 휘튼은 총회에서 5개의 초끈 이론(+11차원 초능력 이론)이

M 이론의 다양한 극치임을 발표함으로써 새로운 지평을 열었다.

인터넷에서는 흔히 초끈이론, 파라렐 세계와 연관되어 있는데, 이는 평행우주론보다는 다우주론과 더 관련이 있다.

 

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초끈이론(super string Theroy)