Brian Greene
Chương 12 Cuộc tìm kiếm lý thuyết - m (2)
Tác giả: Brian Greene
Khái lược về cuộc cách mạng siêu dây lần thứ hai
Phát minh đầu tiên trong cuộc cách mạng siêu dây lần thứ hai được đúc kết trong các hình 12.1 và 12.2. Hình 12.1 minh họa tình hình trước khi có khả năng vượt ra ngoài (một phần) các phương pháp gần đúng mà các nhà vật lý thường dùng để phân tích lý thuyết dây. Chúng ta thấy rằng 5 lý thuyết dây được xem là hoàn toàn tách rời nhau. Nhưng với những phát minh được tìm ra trong những nghiên cứu mới đây, chúng ta thấy rằng, giống như 5 chi của con sao biển, tất cả 5 lý thuyết dây giờ đây được coi như một khuôn khổ lý thuyết duy nhất , như được minh họa trên hình 12.2 (thực tế ở cuối chương này chúng ta sẽ thấy rằng thậm chí cả lý thuyết thứ 6 - chi thứ 6 - cũng sẽ được nhập sự thống nhất đó). Khuôn khổ thống nhất này hiện tạm được gọi là lý thuyết - M , vì những lý do mà chúng ta dần dần sẽ thấy.
Hình 12.1.
Hình 12.1. Trong nhiều năm, các nhà vật lý làm việc trong 5 lý thuyết dây đã nghĩ rằng họ làm việc trong 5 lý thuyết hoàn toàn tách rời nhau.
Hình 12.2 minh họa một thành tựu có tính chất bước ngoặt trong cuộc tìm kiếm một lý thuyết tối hậu: những nhánh tưởng như rời rạc của lý thuyết dây giờ đây đã được kết thành một lý thuyết duy nhất, bao quát được tất cả và có thể sẽ là một lý thuyết về tất cả mà loài người đã tìm kiếm từ rất lâu.
Hình 12.2.
Hình 12.2. Kết quả của cuộc cách mạng siêu dây lần thứ hai đã chứng tỏ rằng tất cả 5 lý thuyết dây thực sự là một bộ phận của một khuôn khổ thống nhất duy nhất mà người ta tạm gọi là lý thuyết - M.
Tuy vẫn còn rất nhiều việc phải làm, nhưng các nhà vật lý đã phát hiện ra hai đặc điểm cơ bản của lý thuyết - M. Thứ nhất, lý thuyết - M có 11 chiều (10 chiều không gian và một chiều thời gian). Cũng tựa như Kaluza đã tìm ra một chiều phụ không gian cho phép thống nhất được một cách bất ngờ thuyết tương đối rộng với lý thuyết điện từ, các nhà lý thuyết dây cũng phát hiện ra rằng, thêm một chiều không gian phụ nữa (cùng với chín chiều không gian và một chiều thời gian mà chúng ta đã thảo luận ở các chương trước) sẽ cho phép thống nhất một cách thỏa đáng năm phiên bản của lý thuyết. Hơn thế nữa, chiều không gian phụ mới thêm vào này không phải từ trên rơi xuống, mà thực tế, các nhà lý thuyết dây đã phát hiện, những suy luận của những năm 1970 và 1980 dẫn tới một chiều không gian và chín chiều không gian chỉ là gần đúng và những tính toán chính xác mới được thực hiện gần đây chứng tỏ rằng chúng ta đã bỏ sót một chiều không gian.
Đặc điểm thứ hai của lý thuyết - M mà các nhà vật lý đã phát hiện là, ngoài các dây dao động ra, nó còn chứa cả những đối tượng khác, đó là các màng hai chiều dao động, các giọt gợn sóng (còn gọi là màng ba chiều) và nhiều đối tượng khác nữa . Cũng như với chiều không gian thứ mười một, đặc điểm này của lý thuyết - M xuất hiện khi những tính toán thoát khỏi sự ràng buộc của các phép gần đúng thường được dùng cho tới tận giữa những năm 1990.
Ngoài những đặc điểm nói trên và nhiều phát hiện khác vào ít năm trở lại đây, bản chất thực của lý thuyết - M vẫn còn là một điều bí ẩn - một ý nghĩa giả định của chữ “M” (tiếng Anh từ mysterious có nghĩa là bí ẩn - ND). Các nhà vật lý trên khắp thế giới hiện đang làm việc ráo riết để có được sự hiểu biết đầy đủ về lý thuyết - M và điều này có thể sẽ trở thành vấn đề trung tâm của thế kỷ XXI.
