תורת המיתרים

שאלה מאת טל חמו

תשובה באדיבות אתר "בשער".

מה זו תורת המיתרים? ואיך למעשה מחליטים שתיאוריה אחת לגבי תפיסת היקום היא הנכונה?

תשובה מאת פרופ' מיכה ברכוז, המחלקה לפיזיקה, מכון ויצמן למדע:


תורת המיתרים היא תורה המנסה לאחד את כל הכוחות המוכרים בטבע. הכוח החלש, הכוח החזק והכוח האלקטרומגנטי מאוחדים בתורה הנקראת "המודל הסטנדרטי", שאינה כוללת את כוח הכבידה. תורת המיתרים מאפשרת לנו לטפל בכוח הכבידה בצורה קוונטית שלמה, בנוסף ליכולתה להכיל מודלים דוגמת המודל הסטנדרטי.
 
נכונותה של תיאוריה פיזיקלית נמדדת ביכולתה לחזות תוצאות של ניסוי.
תורת המיתרים מתקדמת לכיוון מטרה זו אך עדיין לא הגיעה לשם. הצלחותיה עד היום נמדדות בתחום הסברת בעיות תיאורטיות שלא ניתן להסבירן בשום דרך אחרת, ובמדד זה הצלחותיה רבות. ההצלחות הללו הן בעיקר בתחום תורת הכבידה (גרויטציה) – כגון הבנה של דינמיקה של חורים שחורים – ובתחום פתרון של מערכות פיזיקליות מורכבות אחרות. דוגמא מהסוג האחרון היא בנסיונות של פיזור יונים כבדים (פרויקט RHIC) בהם החלו באחרונה להשתמש בחישובים מתורת המיתרים, ואספקטים אחרים שפותחו בתורת המיתרים מצאו את דרכם למאמצים לבנות מחשב קוונטי. דרך הקשר שבין תורת המיתרים ומערכות פיזיקליות אחרות שאנו מכירים אנו משוכנעים בנכונות המבנה הבסיסי של תורת המיתרים.
 
מאידך, נראה שתורת המיתרים מלמדת אותנו כי היקום שלנו הוא רק אחד מני רבים אפשריים, ובאחרים חלקיקים וכוחות השונים מהמוכרים לנו. אנו חושבים על היקומים השונים כפתרונות אפשריים של אותה מערכת משואות. מאמץ מחקרי רב מושקע בחיפוש עולמנו כפתרון מסוים של מערכת משואות אלה. היה ונצליח לאתר את הפתרון המסוים המתאר את עולמנו – והדבר אינו מובטח כלל – הרי שנוכל להבין את מקור המודל הסטנדרטי. הדבר אולי מהוה אכזבה למי שציפה שחוקי העולם יקבעו בצורה יחידה, אולם רבים בתורת המיתרים רואים בכך הזדמנות להגיע לתובנות עמוקות יותר לגבי היקום.

אינפורמציה נוספת ניתן למצוא בויקיפדיה תחת "תורת המיתרים".