super-string theory 초끈이론

super-string theory  초끈이론

우주를 구성하는 최소 단위를 끊임없이 진동하는 끈으로 보고 우주와 자연의 궁극적인 원리를 밝히려는 이론이다. 상대성이론의 거시적 연속성과 양자역학의 미시적 불연속성 사이에 존재하는 모순을 해결할 수 있을것으로 생각되는 이론 후보 중 하나이다.

 

초끈이론은 끈이론에서 발전한 이론으로, 우주의 최소 단위가 마치 소립자나 쿼크처럼 보이면서도 이보다 훨씬 작고 가는 끈으로 이루어져 있어, 1차원적인 끈의 지속적인 진동에 의해 우주 만물이 만들어진다고 가정한다.

 

우주를 구성하는 최소 단위를 양성자·중성자·전자 같은 소립자나 쿼크 등 구(球)의 형태가 아니라, 이보다 훨씬 작으면서도 끊임없이 진동하는 아주 가느다란 끈으로 보는 이론이다. 1970년대 초부터 등장하기 시작해, 1980년대 미국의 이론물리학자 J.슈워츠와 영국의 M.그린이 본격적으로 연구했다.

 

만약 이 이론이 맞다면, 상대성이론의 거시적 연속성과 양자역학의 미시적 불연속성 사이에 존재하는 모순을 해결할 수 있다. 나아가 두 이론을 하나의 통일된 체계로 설명할 수 있게 됨으로써 마침내 우주의 궁극적 원리를 규명하는 것도 가능해진다.
초끈이론에서는 끈들이 진동하는 유형에 따라 입자마다 고유한 성질이 생기고, 우주를 생성과 소멸의 과정으로 보는 빅뱅이론과 달리 영원히 성장과 수축을 반복하는 존재로 본다. 또 우리가 살고 있는 우주 외에 수많은 다른 우주가 각각의 물리법칙에 따라 존재한다고 가정한다.
그러나 우주의 최소 단위인 끈이 시간의 변화에 따라 어떤 특이성을 가지는지, 즉 우주가 왜 갑자기 성장을 하게 되었는지 등에 관한 이유를 입증하지 못해 아직까지는 불완전한 이론으로 남아 있다.

 

[네이버 지식백과] 초끈이론 [super-string theory, 超─理論] (두산백과)

물질-분자-원자-전자 양자 중성자 쿼크-초끈이론

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이론 물리학에서 가장 심각한 문제는 중력을 설명하고 대규모 구조(별, 은하, 슈퍼 클러스터)에 적용되는 일반 상대성 이론과 원자 규모에 작용하는 다른 세 가지 기본력을 설명하는 양자역학을 조화시키는 것이다.

The deepest problem in theoretical physics is harmonizing the theory of general relativity, which describes gravitation and applies to large-scale structures (stars, galaxies, super clusters), with quantum mechanics, which describes the other three fundamental forces acting on the atomic scale.

힘의 양자장 이론의 개발은 변함없이 무한한 가능성을 낳는다. 물리학자들은 이러한 무한성을 제거하기 위해 renormalization 기술을 개발하였다. 이 기술은 전자기력, 강한 핵력, 약한 핵력 등 네 가지 기본력 중 세 가지에 효과가 있지만 중력에 대해서는 효과가 없다. 따라서 중력 양자 이론의 개발은 다른 힘에 사용되는 것과는 다른 수단을 필요로 한다.

The development of a quantum field theory of a force invariably results in infinite possibilities. Physicists developed the technique of renormalization to eliminate these infinities; this technique works for three of the four fundamental forces—electromagnetic, strong nuclear and weak nuclear forces—but not for gravity. Development of quantum theory of gravity therefore requires different means than those used for the other forces.

이론에 따르면, 현실의 기본 구성 요소는 공명 주파수에서 진동하는 플랑크 길이(약 10~33cm)의 끈이다. 이론적으로 모든 끈은 독특한 공명, 즉 진동을 가지고 있다. 다른 진동들은 기본 입자가 다릅니다. 끈의 장력은 플랑크 힘(1044 뉴턴)의 순서에 따른다. 예를 들어 중력(중력의 제안된 전달자 입자)은 이론에 의해 파장 진폭이 0인 문자열로 예측된다.

According to the theory, the fundamental constituents of reality are strings of the Planck length (about 10−33 cm) that vibrate at resonant frequencies. Every string, in theory, has a unique resonance, or harmonic. Different harmonics determine different fundamental particles. The tension in a string is on the order of the Planck force (1044 newtons). The graviton (the proposed messenger particle of the gravitational force), for example, is predicted by the theory to be a string with wave amplitude zero.