Basisstructuur van de kosmos/De snaartheorie: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Geen bewerkingssamenvatting |
|||
Regel 1:
{{wiu2}}
De snaartheorie is een sinds de jaren '70 van de 20e eeuw in staat van ontwikkeling zijnde theorie die ervan uitgaat dat alle materie op het meest fundamentele niveau bestaat uit trillende "snaren", die zo klein zijn (om precies te zijn, ongeveer ter grootte van de [[w:Plancklengte|Plancklengte]]) dat het rechtstreeks waarnemen ervan gelijk staat aan het lezen van een boek of van de tekst op een beeldscherm op een afstand van 100 lichtjaar. Het is dus uiterst onwaarschijnlijk dat deze snaren ooit rechtstreeks zullen worden waargenomen en in dit opzicht is de theorie dan ook volledig speculatief. Het is anderzijds ook
==Geschiedenis==
Regel 12 ⟶ 13:
==Beschrijving==
In de meer conventionele opvatting worden deeltjes als [[w:elektron|elektronen]], [[w:quark|quarks]] en hiervan afgeleide deeltjes zoals up- en down-quarks, [[w:muon|muonen]] en [[w:tau (lepton)|taudeeltjes]] als de meest fundamentele bestanddelen van de kosmos en tevens als "punten" besschouwd. Volgens de snaartheorie bestaat er echter maar één fundamenteel bestanddeel, namelijk de snaar. De grote verscheidenheid aan elementaire deeltjes die de kwantummechanische wereld kenmerkt is dan niets anders dan het scala aan trillingspatronen die deze snaar kan uitvoeren. Dit is in zekere zin te vergelijken met wat er bij een echt [[w:strijkinstrument|strijkinstrument]] gebeurt, waar dezelfde snaar allerlei verschillende toonhoogten kan produceren. Een bepaald trillingspatroon komt in het geval van de snaartheorie steeds overeen met een bepaald type deeltje met
Een groot voordeel van de snaartheorie is dat het de onverenigbaarheid tussen de woeste kwantumfluctuaties op ultramicroscopische schaal en de algemene relativiteitstheorie die de ruimtetijd als iets vlaks en egaals ziet oplost door de meest elementaire deeltjes niet voor te stellen als punten, maar als snaren. Als een graviton werkelijk niets anders is dan een snaar die volgens een bepaald patroon trilt, wordt de grootte van de wild fluctuerende gravitatievelden hierdoor automatisch ingeperkt tot de Planck-lengte. Het onzekerheidsprincipe geldt dan ook niet langer voor afstanden kleiner dan de Planck-lengte, simpelweg omdat er over zo'n afstand helemaal niet te spreken valt. Het begrip "ruimte" verliest zo alle betekenis op afstanden kleiner dan de Planck-lengte, terwijl ook het begrip "tijd" niet langer van toepassing is op tijdsintervallen korter dan de Planck-tijd. De Planck-tijd is in dit geval de tijd die licht nodig heeft om de lengte van een snaar te overbruggen. Wiskundige berekeningen hebben tevens aangetoond dat de strijdigheid tussen het idee van kwantumfluctuaties en de algemene relativiteitstheorie op deze manier wordt opgeheven.
===Probleem 1: de door de trillingspatronen voorspelde massa's ===
De snaartheorie is echter natuurlijk niet alleen verre van volledig, maar vooralsnog ook geheel onbewezen. Wat allereerst moet worden aangetoond, wil de theorie echt levensvatbaar blijken, is dat er trillingspatronen bestaan die exact overeenkomen met de eigenschappen die de bekende elementaire deeltjes hebben. Hierbij doet zich helaas een groot probleem voor. Volgens de berekeningen van Schwarz en Scherk uit 1974 moet er - om de zwaartekracht op de juiste manier te kunnen verklaren - op de snaren gezien hun minieme lengte een enorme maar dan ook werkelijk enorme spanning staan, ongeveer 10<sup>41</sup> keer de spanning op een gemiddelde pianosnaar. Hieruit volgt dat alleen al één enkele snaartrilling een naar verhouding reusachtige hoeveelheid energie oplevert. Volgens Einsteins bekende formule ''E = mC<sup>2</sup>'' leidt dit op zijn beurt tot een verhoudingsgewijs reusachtige massa, namelijk de [[w:Planck-massa|Planck-massa]]. Wanneer een snaar meer dan één trilling uitvoert, levert dit uiteraard een veelvoud van de Planck-massa op; een patroon van 2 trillingen komt overeen met 2x de Planck-massa, 3 trillingen met 3x de Plank-massa, enz.
Op het eerste gezicht lijkt dit dus een onoverkomelijk bezwaar tegen de snaartheorie. Het kan echter goeddeels worden afgezwakt wanneer men bedenkt dat de naar verhouding uiterst zware deeltjes die de snaartheorie voorspelt zeer vaak uiterst instabiel zijn en dus heel snel uiteenvallen. Dergelijke zware deeltjes kunnen daarom best in de vroegste stadia van het heelal zeel talrijk geweest zijn, waarna ze in kleinere en lichtere deeltejs zoals fotonen uiteen zijn gevallen. De hoeveelheid energie die in de huidige deeltjesversnellers kan worden geproduceerd is bij lange na ontoereikend om deze zware deeltjes te kunne nabootsen, dus is er ook geen sprake van strijdigheid met wat tot nu toe empirisch is waargenomen.
{{sub}}
| |||