Insikter om 1900-talets tre stora genombrott inom fysiken. Strängteorin.

3. Supersträngteorin. Är gravitationens förmedlarpartikel gravitonen för liten för att kunna avslöjas i dagens acceleratorer? Har den något gömställe där den kan undkomma dagens förföljare? Supersträngteorin presenterar en teori om materiens grundläggande struktur som oändligt små vibrerande strängar. Till rummets tre välkända dimensioner samt tiden består vår värld av ytterligare 7 dimensioner. Vår värld är alltså utrustad med inte mindre än 11 dimensioner. Kan ravitationen som uppfattas så oändligt svag i jämförelse med elektromagnetismen ha en förmedlingspartikel som rullat in sig i någon av de 11 dimensionerna? De osynliga dimensionerna har kanske snurrat ihop sig till pytte-pytte-små knyten med speciella egenskaper, s. k. Calabi-Yau-rum? Och hur är det med de svarta hålen som man kunde läsa om redan i Steven Hawkings bok Kosmos? Dessa kvarvarande singulariteter efter kollapsande stjärnor med oändligt stor massa, sammanpressad till en obetydlig storlek under högt tryck, tycks visa en viss likhet med elementarpartiklar genom att liksom dessa kännetecknas av tre egenskaper: massa, laddning och spinn.

Just när jag är nära att falla för frestelsen att återge B. Greenes bok måste jag hejda mig. Det är nog bättre om du läser boken och så att säga själv får "uppleva" vad som händer när du t. ex. passerar ner i en värld där föremålens storlek är max 100 kvintiljarder eller 10^-35 meter (=plancklängden) och obestämbarhetsprincipen tar över i ett kvantskum av mikroskopisk storlek. Du trodde kanske att svarta hål måste vara stora? I så fall ska du kanske försöka tänka dig att det kan finnas svarta hål med en massa som ett dammkorn eller mindre och då måste du ta till kvantmekanikens beräkningar. Ett dammkorns massa är ung. tio triljoner (10¹⁹) gånger protonmassan.

Läs boken en gång rakt igenom. Studera detaljerna en och en. Se första avsnittet av TV-serien från Vetenskapens värld. Läs boken en gång till. Se de två senare avsnitten från Vetenskapens värld. Då börjar du förstå varför standardmodellen inte är tillräcklig. Det är kanske bara ett misstag att tro att den elektromagnetiska kraften skulle vara 10³⁹ gånger starkare än gravitationen. Kan det vara så att gravitationen inte som andra förmedlarpartiklar är en öppen sträng med två ändar som kan gripa tag i det membran som är underlaget utan en sluten ögla som lätt glider av underlaget. Du börjar själv ställa frågan varför gravitationen inte tycks vara förenlig med den elektromagnetiska, den starka och den svaga kraften.

Boken kräver inte att vi ska lösa några ekvationer utan bara se det resultat de ger. Vi hjälps att ana problemet med att på matematisk väg "hitta" en partikel som ingen kan se och som strider mot regeln om att inget kan färdas fortare än ljuset. Tachyonen ( som betyder "den snabba") tycktes just röra sig snabbare än ljuset och dessutom krävde den 10 dimensioner. Men de välkända rumsdimensionerna är ju bara tre vid sidan om tiden! Omkring 1984 började man misstänka att tachyonen var den sökta gravitationen och då fungerade ekvationerna bättre. Men något hände. Snart stod man där med hela fem strängteorier. 1995 förvånade Edward Witten alla med att i en föreläsning förklara att de fem teorierna bara var olika sätt att se på samma teori. Den han kallade M-teori. Något som fysikerna alltsedan Einstein velat nå fram till är just en s. k. teori för allt (tfa). Därmed menas en teori som i helst en ekvation förklarar allt om det största och det minsta i naturen (fysiken). Supersträngfysiker kallar den, som vi nu sett M-teorin. Bara en hake fanns. M-teorin krävde 11 dimensioner. Men var finns de som vi inte ser? De verkar vara en del av naturen och hoprullade i de nya dimensionerna styr de mikrovärlden. De är som osynliga universella manöverbord som kontinuerligt ser till att universums värden är de rätta. Missa inte att läsa om (mem)branen och flera universa och hur maskhål kan bildas om rumtidväven tillåts brista och nya kontaktvägar öppnas.

Den värld som supersträngteorin orienterar oss i rymmer även supersymmetri. En supersymmetrisk kvantfältteori blir kanske något självklart i tvåtusentalets fysikböcker. Du har chansen att börja redan nu genom att ta till dig även denna utmanande del av supersträngteorin. Det avgörande problemet när man skulle förena Einsteins relativitetsteori med kvantmekaniken var ju att gravitationen inte platsade i den kombinationen. Därmed måste man söka sig till en matematik med ekvationer av alltmer svårlöst och bisarr karaktär. Länge fann fysikerna att ekvationerna i princip var omöjliga att lösa men allteftersom klarnade en insikt om att man var gravitationen på spåren och då fick matematiken nytt liv och man kunde gå vidare. Ett problem med supersträngteorin är att man rör sig i en värld där allt är så oerhört smått att inget mätinstrument kan registrera dess enheter. Hur genomför man då experiment? Kommer man att någonsin finna en metod att observera det som är mindre än det minsta lilla, miljarddelar av en atom? Tänk om man hade fått vara med om att dessa små dolda dimensioner rullas upp och mitt i denna kosmiska musik av vibrerande strängar hittas diamanten gravitonen. Till världens största accelerator i Cern i Schweiz sätter man stora förhoppningar. Det skulle jag ha velat vara med om! Käre unge vän, skynda dig. Om du är den som gör upptäckten får du garanterat Nobelpriset!

Gå till valfri sida: