什么是弦理论？真有10500个独一无二的宇宙？

弦理论是20世纪人们为统一量子力学和相对论这两大支柱理论而提出的一套理论，试图用一个统一的框架来解释所有的物理现象。弦理论假设一个粒子实际上是一个类似于弦的一维实体，它的振动定律决定了它的质量、电荷和其他性质。

根据牛津大学和皇家科学院建立的一个关于弦理论的网站，这个反直觉理论最早是在20世纪60年代和70年代提出的，当时科学家使用“弦”的概念来模拟欧洲亚原子对撞机产生的数据。

弦为强相互作用力提供了优雅的数学描述——强相互作用力是宇宙中四种基本力之一，原子核被这种力束缚在一起。

长期以来，这个话题一直处于学术界的边缘，直到1984年的“弦理论革命”。同年，理论家米歇尔·格林和约翰·施瓦茨提出的方程表明，如果粒子被描述为“弦”，那么将粒子描述为点状物质的各种模型中的具体矛盾就可以避免。

然而，理论萌芽后，研究人员提出了五种不同的模型来解释一维弦如何在10维宇宙中振动。

1995年，科学界迎来了第二次弦理论革命。物理学家发现，这些不同的理论实际上是相互关联的，可以与另一种被称为“超重力”的理论结合起来，这种理论适用于11维空间。

弦理论演变成我们现在所知道的。

解开一个谜

弦理论是创造“万物理论”的众多尝试之一。所谓的“万物理论”可以取代物理标准模型来描述所有已知的粒子和力。

许多科学家都是弦理论的粉丝，因为它的数学之美。弦理论的方程式非常“优雅”，对物理世界的描述也让许多人非常满意。

该理论使用一种特殊的振动弦来解释重力，重力的性质对应于重力子的性质。引力子是一个有引力的假想量子力学粒子。

与人们熟悉的三维空间和一维时间不同，这一理论涉及11个维度，但它的支持者并没有被“劝阻”不要这样做。

支持这一理论的物理学家认为，这些额外的维度可以蜷缩在一个非常小的空间里，尺寸为10-33厘米，所以我们通常无法探测到它们。

研究人员正试图用弦理论来解决一些基本的宇宙问题，如黑洞内部是什么等。，或模拟宇宙事件，如大爆炸。

一些科学家甚至试图用弦理论来解决暗能量的问题，即加速时空膨胀的神秘力量。

永无止境的追求

然而，弦理论最近受到了质疑。现有技术无法证实弦理论的大多数预测，许多研究人员不禁想知道这种探索是否会结束。

2011年，物理学家聚集在美国自然历史博物馆参加第11届艾萨克·阿西莫夫纪念辩论会，讨论用弦理论描述物理现实是否合理可行。

自然历史博物馆海顿天文台的主任尼尔·德格拉斯·泰森指出，近年来弦理论的发展喜忧参半。

弦理论的最新挑战来自理论框架本身。根据这个框架，除了我们自己的宇宙，可能还有多达10，500个独特的宇宙。

既然有这么多多元宇宙，只要研究人员探索，他们总会遇到一个与我们的宇宙相对应的宇宙。然而，在2018年，一篇有影响力的论文指出，这些假设的宇宙看起来都不像我们自己的宇宙。更具体地说，根据我们目前的理解，没有一个多元宇宙能够描述暗能量。

弦论者提出了许多数学解释，但没有一个与我们的观察有任何已知的关联。德国法兰克福高等研究所的物理学家萨宾·豪森菲尔德指出。

其他研究人员坚信弦理论有一天会证明自己。密歇根大学的物理学家戈登·凯恩说，大型强子对撞机升级完成后，支持弦理论的证据很快就会出现。

然而，就目前而言，这一理论的最终命运仍然未知。