dossier theorie van alles Door Michael Duff
Hebben we nu eindelijk een theorie van alles? M-theorie ontstond uit de versmelting van twee op het eerste gezicht nogal verschillende benaderingen: 11-dimensionale supergravitatie en 10-dimensionale snaartheorie. In deel twee van zijn drieluik over een theorie van alles geeft fysicus Michael Duff antwoord op de vraag: hebben we er nu eindelijk één?
S
naartheorie had in haar beginperiode een aantal serieuze tekortkomingen. Om te beginnen bestaan er niet één, maar vijf wiskundig consistente snaartheorieën die strijden om de titel theorie van alles. Wij fysici wisten niet goed welke we moesten kiezen. Ook deed zich al snel een tweede puzzel voor. Volgens de supersymmetrie zijn er maximaal elf dimensies, maar de wiskunde van de snaartheorie zegt dat het er tien zijn. Een lastige kwestie. En een verwante vraag is waarom je eigenlijk van eendimensionale snaren zou uitgaan. Waarom geen tweedimensionale membranen, die de vorm van een vlies of van een boloppervlak kunnen aannemen? Het blijkt dat supersymmetrie en membranen wel verenigbaar zijn. Net zoals snaren in tien dimensies leven, werd in 36 | New Scientist | december 2016
Een membraan in elf dimensies kan zo worden opgerold dat het op een snaar in tien dimensies lijkt. Deze twee zijn equivalent 11-dimensionale ruimtetijd
MEMBRAAN
1987 berekend dat ‘supermembranen’ in de 11-dimensionale ruimtetijd kunnen leven waar supergravitatie van uitgaat. Bovendien kan, als de elfde dimensie opgerold is zoals Kaluza en Klein al suggereerden, het membraan daar weer omheen gewikkeld zijn. En als het geheel
Waarom zouden we eigenlijk van eendimensionale snaren uitgaan? maar strak genoeg is opgerold, dan zou zo’n eromheen gewikkeld membraan er in tien dimensies precies zo uitzien als een snaar (zie figuur rechts).
10-dimensionale ruimtetijd SNAAR
