Što je M-teorija?

U trilogiji Hobit JRR Tolkiena, od zlata je iskovana serija čarobnih prstenova, od kojih svaki ima nevjerojatnu moć za onoga tko ga je nosio. Kako bi ovlasti bila uravnotežena, postojao je jedan prsten koji je vladao njima, moćniji od ostalih jer ih je ujedinio. M-teorija je objedinjujuća teorija superstruna koja je objasnila višestruke teorije superstruna kao različite načine gledanja na istu teoriju. U tom smislu, M-teorija je “jedna teorija koja ih sve povezuje”, a to je učinila otkrivanjem 11. dimenzije prekrasno elegantnoj teoriji superstruna.

Teorija superstruna smatra da su čestice, koje su se prije smatrale sićušnim energetskim kuglicama, zapravo sitne vijugave žice. Iako su strune manje od bilo koje subatomske čestice koju možemo otkriti ili izmjeriti, one čine svu materiju u svemiru. Jedinstvena vibracija struna određuje kakva će se čestica stvoriti, a svaka ima drugačiji vibracijski potpis.

Teorija struna posebno je važna jer ujedinjuje kvantni svijet beskonačno malog sa svijetom koji poznajemo putem naših osjetila. Superstrune također ujedinjuju sve četiri sile u svemiru: jake i slabe nuklearne sile, elektromagnetizam i gravitaciju. Einstein je cijeli svoj život proveo tražeći objedinjujuću teoriju polja ili “teoriju svega”. M-teorija je prva matematički ispravna teorija koja je to učinila.

Prije M-teorije, teorija superstruna je smatrala da postoji deset dimenzija. Tri za koje znamo i još šest dimenzija koje tvore iznimno male “sklupčane” točke koje postoje posvuda unutar prostora/vremena. Nizovi teorije superstruna postoje unutar ovih šestodimenzionalnih oblika. Vrijeme je ukupno napravilo deset dimenzija. Ali ubrzo se pojavilo nekoliko proturječnih teorija za koje se činilo da sve dokazuju teoriju struna. Ovo je bila zagonetka, jer ako je teorija točna, ne bi trebalo postojati proturječne teorije, već jedna konačna teorija. Pokazalo se da je M-teorija ona jedina teorija koja je ujedinila sve ostale.

M-Teorija je predložila 11. dimenziju koja je matematički oslobodila teoriju svih daljnjih anomalija. U ovoj 11. dimenziji struna bi mogla steći dovoljno energije da se beskonačno širi u ono što znanstvenici nazivaju plutajućom membranom. Prema teoriji, naš svemir postoji na plutajućoj membrani, zajedno s beskonačnim paralelnim svemirima na vlastitim membranama. Iz ovog temelja dalje je utvrđeno da bi (matematički) gravitacija mogla “procuriti” u našu membranu s druge obližnje membrane, što objašnjava njezinu relativno slabu silu u usporedbi s drugim silama. M-teorija i superstrune uspjele su tamo gdje Standardni model nije, ujedinjujući sve sile u svemiru s jednom, elegantnom teorijom.

Uvođenjem 11. dimenzije, M-Teorija je uspješno ujedinila “konkurentske” teorije teorije struna. Znanstvenici su vidjeli da su različite teorije zapravo višestruki načini pristupa istoj teoriji, slično staroj poslovici o slijepim ljudima koji dodiruju različite dijelove slona nudeći naizgled oprečna opažanja. M-Teorija je također pružila još jedan ključni aspekt zagonetke jer je objasnila kako se Veliki prasak mogao dogoditi, kada su se dvije membrane sudarale. Energija proizvedena iz takvog sudara matematički je u skladu s onim što znamo iz postojeće znanosti.
Budući da teorija struna predviđa fenomene koje trenutno ne možemo izmjeriti, kao što su sićušni nizovi, dodatne dimenzije i više svemira, neki znanstvenici to potpuno odbacuju. Drugi smatraju da je matematička elegancija teorije sam po sebi dokaz da ona mora biti točna i očekuju da će M-teorija i superstrunovi na kraju biti potvrđeni.