Tagoror  

Encyclopedie




Stringtheorie

simple:String theory
Deze pagina is in bewerking en bevat waarschijnlijk nog fouten.

De snarentheorie (of stringtheorie) en de daarvan afgeleide M-theorie zijn hypothesen die proberen de 4 krachten in de natuurkunde te weten de elektromagnetische kracht, de sterke en zwakke kernkracht en de zwaartekracht met één universele omvattende basistheorie te verklaren.

Table of contents
1 achtergrond
2 Extra dimensies
3 Open en gesloten strings
4 Superstrings en M-theorie
5 Geschiedenis
6 standpunt van de wetenschap
7 Externe links

achtergrond

Er bestaan momenteel drie vormen van mechanica: De klassieke of Newtoniaanse mechanica werkt goed in alledaagse situaties, de kwantummechanica is geschikt wanneer de afstanden erg klein worden, terwijl de relativiteitstheorie de natuur op grote afstanden en onder sterke gravitatie beschrijft.

Meestal hebben kwantummechanica, Newtoniaanse mechanica en relativiteitstheorie hun eigen toepassingsgebied, door het verschil in grootteschaal waar ze van toepassing zijn. In sommige toepassingen heeft echter meer dan één theorie invloed, bijvoorbeeld de graviteit op kleine schaal bij zwarte gaten en in de eerste tijd na de oerknal. Er is nog steeds geen omvattende theorie voor gevallen waar zowel relativistische als kwantummechanische effecten een rol spelen. Er zijn vier verschillende krachten: de elektromagnetische kracht, de sterke en zwakke kernkracht en de zwaartekracht. Reeds lang probeert men deze krachten te verklaren met één universele theorie. Voor de eerste drie krachten lukte dat, maar niet met de zwaartekracht. Men veronderstelt een deeltje, het graviton, dat verantwoordelijk is voor de zwaartekracht (de vierde elementaire kracht), maar dat deeltje is nog niet aangetoond.

In de snarentheorie zijn niet puntdeeltjes, maar snaren, dat wil zeggen eendimensionale objecten, de wezenlijke elementen. We zien de snaren niet als zodanig, omdat ze zijn samengetrokken tot formaten kleiner dan wij kunnen waarnemen, tussen de Planck lengte (10-35 meter) en de kleinst meetbare afstand 10-15 meter. De verschillende mogelijke trillingen van deze snaren is wat wij waarnemen als krachten en deeltjes. Zoals een snaar van een viool verschillende tonen kan voortbrengen door de lengte van de snaar te veranderen, kan een string verschillende basisdeeltjes vormen, zoals quarks of elektronen.

Extra dimensies

De wiskundige voorsteling van de snarentheorie maakt een meerdimensionale ruimte nodig. In onze huidige wereld kennen we drie tastbare dimensies. Deze dimensies staan loodrecht, op elkaar. In de moderne natuurkunde, in het bijzonder in de relativiteitstheorie, beschouwt men de tijd als de vierde dimensie.

De snarentheorie gaat ervan uit dat op zeer kleine schaal de ruimte niet vier-, maar tiendimensionaal is. De zes 'extra' dimensies zijn 'opgerold', en daardoor niet waarneembaar. Omdat we ze ook met onze deeltjesversnellers nog niet gevonden hebben, moeten ze kleiner zijn dan het formaat dat overeenkomt met de energie van deze versnellers, ongeveer 10-15 meter.

Open en gesloten strings

(aan te vullen poging tot omschrijving van deze twee soorten, strings)
In de quantummechanica kan een theorie van open strings geformuleerd worden, welke massaloze deeltjes verondersteld. Massaloze deeltjes kenden we reeds in het Standaard Model van de quantummechanica. De formulering van de theorie van de de open strings in de quantummechanica bevat dus een van de basisdelen van het Standaardmodel.

De theorie van gesloten strings in de quantummechanica verondersteld eveneens vele massaloze deeltjes. Een van deze is een massaoos deeltje met spin 2. Dit komt overeen met het deeltje dat nodig is om de theorie van de Algemene Relativiteit te beschrijven.

Superstrings en M-theorie

Er zijn verschillende snarentheorieën, waarvan er vijf werken met superstrings. Deze vijf superstringtheorieën zijn met elkaar verwant, alsof ze de werkelijkheid vanuit een verschillend standpunt belichten. Men is momenteel bezig een theorie te ontwerpen die een samenvattende formulering is van deze vijf snarentheorieën: dit noemt men de M-theorie (de M is hier een afkorting van 'membraan').

Geschiedenis

In 1921 ontwikkelden Theodor Kaluza en Oskar Klein onafhankelijk van elkaar het idee dat electromagnetisme in een verenigde krachtentheorie afgeleid kan worden van zwaartekracht als er vier in plaats van drie ruimtelijke dimensies zijn, en deze vierde opgerold is in een kleine cirkel.

De officiele geboorte van de stringtheorie gaat terug tot 1970, als drie theoretici op het gebied van elementaire deeltjes zich realiseren dat duale theorien die in 1968 ontwikkeld zijn, ook de quntummechanica van trillende snaren beschrijven. Na een jaar of vijf werd deze theorie vergeten, omdat de quarks meer konden verklaren.

De snaartheorie maakte rond 1974 een comeback, toen men zich realiseerde dat deeltjes met spin 2 massa 0 moeten hebben, hetgeen overeenkomt met wat we van de graviton verwachten. Hiermee had de snaar theorie zich gepositioneerd als een "theorie voor alles", dat wil zeggen een verenigde theorie voor de vier elementaire krachten.

standpunt van de wetenschap

Sommige natuurkundigen geloven dat de snarentheorie in de niet zo verre toekomst tot een universele theorie zou kunnen leiden, andere natuurkundigen verzetten zich ertegen. Nobelprijswinnaar Sheldon Glashow heeft haar met middeleeuwse theologie vergeleken, meer op geloof en gedachtespinnerij gebaseerd dan op waarnemingen en proefnemingen, en een andere Nobelprijswinnaar, wijlen Richard Feynman, deed ze botweg af als 'onzin'.

Op de website van de Universiteit van Amsterdam stond een soort persbericht aan nav. de Spinozaprijs gewonnen door Robbert Dijkgraaf:

"Snaartheorie is de extreemste vorm van theoretische fysica en de belangrijkste kandidaat voor een quantummechanische beschrijving van de zwaartekracht. Dat is nodig omdat de huidige theorieën, in het bijzonder de relativiteitstheorie, incompleet zijn. Snaartheorie werkt niet met elektronen of quarks maar met een soort mini-elastiekjes die op allerlei wijzen kunnen trillen. Alle verschillende elementaire deeltjes om ons heen zouden dan ontstaan als de trillingen van een enkele snaar, zoals de boventonen van een vioolsnaar. Op deze wijze is het mogelijk ook de zwaartekracht volgens de wetten van de quantummechanica te beschrijven. Met dat uitgangspunt kan snaartheorie bijvoorbeeld extreem zware én erg kleine objecten beschrijven, zoals zwarte gaten en het heelal vlak na de oerknal."

Externe links




Tagoror Networks: Spain  |  Philippines  |  Mexico

Los documentos de esta enciclopedia on line se publican bajo la Licencia de Documentación Libre GNU

De tekst is beschikbaar onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen, er kunnen aanvullende voorwaarden van toepassing zijn.