Η 4η διάσταση

Η 4η διάσταση

Ο χώρος και ο χρόνος του Νεύτωνα

Ο νευτώνειος χρόνος ήταν διαχωρισμένος από τον χώρο, σα ν' αποτελούσε μια σιδηροδρομική γραμμή η οποία εκτιενόταν επ' άπειρον και προς τις δύο κατευθύνσεις της.

Όταν θέλουμε να ορίσουμε ένα δυναμικό σχήμα, οι τρείς γνωστές μας χωρικές διαστάσεΙς - μήκος, πλάτος, ύψος, δεν είναι αρκετές. Ένα δυναμικό σχήμα εξελίσσεται στον χρόνο. Χρειαζόμαστε λοιπόν και μία τέταρτη, χρονική, η οποία θα περιγράφει την εξέλιξη του σχήματος στον χρόνο.
Τι είναι ο χρόνος ; Κανείς δεν μπορεί στην πραγματικότητα να το πει. Ο Charles Lamp, συγγραφέας του 19ου αιώνα, είχε γράψει : " Τίποτε δεν θεωρώ μεγαλύτερο αίνιγμα από τον χρόνο και τον χώρο. Εντούτοις, τίποτε δεν με απασχολεί λιγότερο από τον χρόνο και το χώρο, επειδή ποτέ δεν τα σκέφτομαι. " Οι περισσότεροι από μας δεν ανησυχούμε για τον χρόνο και τον χώρο τον περισσότερο καιρό, ότι κι αν σημαίνει αυτό, όμως όλοι μερικές φορές αναρωτιόμαστε τι είναι ο χρόνος, πως ξεκίνησε και που μας οδηγεί.
Το 1687, ο Ισαάκ Νεύτων παρουσίασε το πρώτο μαθηματικό μοντέλο για τον χρόνο και τον χρόνο στο έργο του " Philosophiae Naturalis Principia Matematica " ( Μαθηματικές αρχές της φυσικής φιλοσοφίας ).
Στο μοντέλο του, ο χρόνος και ο χώρος συνιστούσαν ένα υπόβαθρο όπου διαδραματιζόταν τα γεγονότα, το οποίο όμως δεν επηρεαζόταν από αυτά. Ο χώρος ήταν διαχωρισμένος από το χώρο και θεωρούνταν ως μία ανεξάρτητη γραμμή, κάτι σαν σιδηροδρομική γραμμή, η οποία εκτεινόταν επ' άπειρον και προς τις δύο κατευθύνσεις της ( πάνω ). Θεωρούνταν επίσης παντοτινός, υπό την έννοια ότι είχε υπάρξει από πάντα και θα υπήρχε για πάντα.
.

Ο χώρος και ο χρόνος του Αϊνστάιν

Η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, η οποία βρίσκεται σε συμφωνία με τ' αποτελέσματα μεγάλου πλήθους πειραμάτων, καταδεικνύει ότι ο χώρος και ο χρόνος είναι άρρηκτα συνδεδεμένοι. Ο χώρος δεν μπορεί να καμπυλωθεί χωρίς να εμπλακεί σ' αυτό ο χρόνος. Άρα, ο χρόνος έχει σχήμα. Φαίνεται, ωστόσο, ότι ο χρόνος ρέει προς μία μόνο κατεύθυνση - όπως οι ατμομηχανές της εικόνας.

Το 1915, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν πρότεινε ένα εντελώς νέο μαθηματικό μοντέλο για τον χώρο και τον χρόνο : τη γενική θεωρία της σχετικότητας.

Η γενική θεωρία της σχετικότητας συνδυάζει τη διάσταση του χρόνου με τις τρείς διαστάσεις του χώρου για να σχηματίσει τον επονομαζόμενο χωροχρόνο ( πάνω ). Το φαινόμενο της βαρύτητας ενσωματώνεται στη θεωρία μέσω της θεώρησης ότι η κατανομή ύλης και ενέργειας ατο Σύμπαν στρεβλώνει το χωροχρόνο με αποτέλεσμα αυτός να μην είναι επίπεδος. Τα αντικείμενα μέσα στον χωροχρόνο τείνουν να κινηθούν κατά μήκος ευθείων γραμμών, επειδή όμως αυτός είναι καμπυλωμένος, οι διαδρομές τους εμφανίζονται κυρτωμένες. Μέσα στο χωροχρόνο, τα αντικείμενα κινούνται σαν να επηρεάζονται από ένα βαρυτικό πεδίο.

Η γενική σχετικότητα επιβεβαιώθηκε με θεαματικό τρόπο το 1919, όταν μια βρετανική αποστολή στη δυτική Αφρική παρατήρησε, κατά τη διάρκεια κάποιοας έκλειψης, μια μικρή κύρτωση των φωτεινών ακτίνων που διερχόταν κοντά από τον Ήλιο. Η εν λόγω παρατήρηση αποτελούσε σαφή ένδειξη ότι ο χώρος και ο χρόνος είναι στρεβλωμένοι - ιδέα που πυροδότησε τη μεγαλύτερη αλλαγή στην αντίληψή μας για το Σύμπαν το οποίο ενοικούμε από την εποχή που ο Ευκλείδης συνέγραψε τα Στοιχεία, γύρω στο 300π. Χ.

Το τηλεσκόπιο Hooker

Το τηλεσκόπιο Hooker, με κάτοπτρο διαμέτρου 2.56 μέτρων, το οποίο βρίσκεται στο αστεροσκοπείο του Όρους Ουϊλσον, στην Καλιφόρνια.

Η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν μετέτρεψε τον χώρο και τον χρόνο από παθητικό υπόβαθρο στο οποίο λάμβαναν χώρα τα γεγονότα σε ενεργούς μετόχους της δυναμικής του Σύμπαντος. Αυτό φώτισε ένα μεγάλο πρόβλημα, το οποίο παραμένει στην πρώτη γραμμή της φυσικής του 21ου αιώνα.

Το Σύμπαν είναι γεμάτο με ύλη, και η ύλη στρεβλώνει τον χωροχρόνο έτσι ώστε τα σώματα να πλησιάζουν το ένα το άλλο. Ο Αϊνστάιν βρήκε ότι οι λύσεις στις εξισώσεις του δεν περιέγραφαν ένα στατικό κι αμετάβλητο Σύμπαν : καταδείκνυαν αντίθετα ότι ο χρόνος, άρα και το ίδιο το Σύμπαν, έπρεπε να είχαν μια ελάχιστη ή μέγιστη τιμή, με άλλα λόγια μια αρχή ή ένα τέλος. Αντί όμως ν' απορρίψει αυτό το παντοτινό σύμπαν - για την ύπαρξη του οποίου η πεποίθηση τόσο του ιδίου όσο και των περισσότερων ήταν πολύ ισχυρή, - τροποποίησε τις εξισώσεις προσθέτοντας έναν όρο τον οποίο ονόμασε κοσμολογική σταθερά. Ο όρος αυτός στρέβλωνε το χωροχρόνο κατά την αντίθετη έννοια, έτσι ώστε τα σώματα ν' απομακρύνονται μεταξύ τους. Η απωστική δράση της κοσμολογικής σταθεράς μπορούσε να εξισορροπήσει την ελκτική δράση της ύλης, επιτρέποντας κατ' αυτόν τον τρόπο, μια στατική λύση για το Σύμπαν.

Το γεγονός αποτέλεσε μία από τις χαμένες μεγάλες ευκαιρίες της θεωρητικής φυσικής. Αν ο Αϊνστάιν είχε μείνει πιστός στις αρχικές εξισώσεις του, θα μπορούσε να είχε προβλέψει ότι το Σύμπαν θα πρέπει είτε να διαστέλλεται είτε να συστέλλεται. Όπως είχαν τα πράγματα, η προοπτική ενός χρονοεξαρτώμενου Σύμπαντος δεν λαμβανόταν σοβαρά υπόψη μέχρις ότου, κατά τη δεκαετία του 1920, πραγματοποιήθηκαν παρατηρήσεις από το διαμέτρου 2.56 μ. τηλεσκόπιο του Όρους Ουϊλσον.

.

Η διαστολή του σύμπαντος

Παρατηρήσεις των γαλαξιών υποδεικνύουν ότι το σύμπαν διαστέλλετσι : η απόσταση μεταξύ δύο σχεδόν οποιωνδήποτε γαλαξιών διαρκώς αυξάνει.

Οι παρατηρήσεις αυτές αποκάλυψαν ότι όσο μακρύτερα βρίσκονται οι άλλοι γαλαξίες από εμάς τόσο ταχύτερα απομακρύνονται. Το Σύμπαν διαστέλλεται με τέτοιον τρόπο ώστε η απόσταση μεταξύ των δύο οποιονδήποτε γαλαξιών ν' αυξάνεται σταθερά με τον χρόνο ( πάνω ). Αυτή η ανακάλυψη ήρε την ανάγκη για μιά κοσμολογική σταθερά η οποία να επιτρέπει την ύπαρξη στατικής λύσης για το Σύμπαν. Ο Αϊνστάιν χαρακτήρισε αργότερα την κοσμολογική σταθερά ως το μεγαλύτερο σφάλμα της ζωής του. Ωστόσο, σήμερα διαφαίνεται ότι η επιλογή του μάλλον δεν ήταν εντελώς λανθασμένη : πρόσφατες παρατηρήσεις, οι οποίες όμως θ' αποτελέσουν θέμα μιας άλλης ενότητας, υποδεικνύουν ότι ενδεχομένως υπάρχει όντως μια μικρή κοσμολογική σταθερά.

Παρότι από την εποχή του Αϊνστάιν μέχρι σήμερα έχουν προστεθεί κάποια νέα στοιχεία, το μοντέλο για το χώρο και το χρόνο ουσιαστικά στηρίζεται στην γενική θεωρία της σχετικότητας. Μεγάλο πλήθος επιστημόνων αναπτύσσουν κι επαληθεύουν τις ιδέες της ριζοσπαστικής αυτής εργασίας του Αϊνστάιν. Μεταξύ αυτών κι ο Stephen Hawking, ο οποίος, στο βιβλίο του απ' όπου άντλησα τα παραπάνω στοιχεία, γράφει : " Πρόκειται για ένα επίπονο έργο και προσωπικά αισθάνομαι υπερήφανος για την δική μου μικρή συνεισφορά στο έργο αυτό."
Πηγή στοιχείων : Stephen Hawking, Το σύμπαν σ' ένα καρυδότσουφλο, Κάτοπτρο 2001. (απόσπασμα από http://sp-naturalsciences.blogspot.gr)

Πόσες είναι τελικά οι διαστάσεις;

(απόσπασμα από PATHFINDER)

5 Ιουν. 06

Επιστήμονες έχουν αναπτύξει ένα μαθηματικό πλαίσιο, το οποίο όπως λέγεται θα δώσει στους Αστρονόμους τη δυνατότητα να δοκιμάσουν μια νέα θεωρία της βαρύτητας, αυτή των πέντε διαστάσεων.
Η θεωρία αυτή ανταγωνίζεται τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Einstein. Ο Charles R. Keeton του Πανεπιστημίου Rutgers και ο Arlie O' Petters του Πανεπιστημίου του Duke, βασίζουν τη δουλειά τους σε μια πρόσφατη θεωρία που ονομάζεται μοντέλο βαρύτητας τύπου ΙΙ (type II Randall-Sundrum braneworld gravity model).
Η θεωρία αυτή υποστηρίζει ότι το ορατό σύμπαν αποτελεί μια μεμβράνη (εξ ού και η ονομασία “braneworld”) ενσωματωμένη σε ένα μεγαλύτερο σύμπαν, σαν την γραμμή ενός στρώματος από μεμβρανώδη φύκια που επιπλέουν στην επιφάνεια του ωκεανού.
Αυτό το «μεμβρανώδες» σύμπαν έχει πέντε διαστάσεις (τέσσερις διαστάσεις στο χώρο συν το χρόνο) σε σύγκριση με τη θεωρία των τεσσάρων διαστάσεων (τρεις στο χώρο συν μία του χρόνου) όπως αυτή εκτίθεται στη γενική θεωρία της σχετικότητας.
Το μαθηματικό πλαίσιο το οποίο ανέπτυξαν ο Keeton και ο Petters προβλέπει κάποιες κοσμολογικές επιδράσεις, των οποίων η παρατήρηση θα βοηθήσει τους επιστήμονες να επιβεβαιώσουν την θεωρία του “braneworld”.
Οι παρατηρήσεις αυτές θα είναι δυνατές μέσω δορυφόρων που προγραμματίζονται να εκτοξευθούν στο διάστημα μέσα στα επόμενα λίγα χρόνια.
Εάν η θεωρία αυτή αποδειχθεί αληθινή, αυτό θα ανατρέψει το καθεστώς που επικρατεί στο χώρο της Αστρονομίας, τονίζει ο Petters. Κάτι τέτοιο θα επιβεβαίωνε την ύπαρξη μιας τέταρτης διάστασης στο χώρο, που κι αυτή με τη σειρά της θα προκαλούσε μια φιλοσοφική μεταστροφή στον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε τον φυσικό κόσμο.

Τα ευρήματα των ερευνητών δημοσιεύτηκαν στις 24 Μαΐου 2006 στην online έκδοση του περιοδικού “Physical Review”. Ο D. Keeton εργάζεται ως καθηγητής της Αστρονομίας και της Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Rutgers και ο Petters είναι καθηγητής μαθηματικών και Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Duke.
Η έρευνά τους χρηματοδοτείται από το National Science Foundation.
Το μοντέλο Randam-Sundrum braneworld, (που ονομάστηκε έτσι προς τιμήν των δημιουργών του, της Φυσικού Lisa Randall, του Πανεπιστημίου του Harvard και του Raman Sundrum καθηγητή Μαθηματικών και Φυσικής του Πανεπιστημίου John Hopkins) παρέχει μια μαθηματική περιγραφή του τρόπου με τον οποίο η βαρύτητα σχηματίζει το σύμπαν, ο οποίος διαφέρει από την αντίστοιχη περιγραφή που δίνεται από τη γενική θεωρία της Σχετικότητας.
Οι Keeton και Peters εστίασαν σε μια συγκεκριμένη βαρυτική συνέπεια της θεωρίας “braneworld” που την διαχωρίζει από την αντίστοιχη θεωρία του Einstein.
Η θεωρία “braneworld” προβλέπει ότι σχετικά μικρές “μαύρες τρύπες” που είχαν δημιουργηθεί στην αυγή του σύμπαντος έχουν επιβιώσει μέχρι σήμερα. Οι μαύρες τρύπες με μάζα παρόμοια με αυτήν ενός μικρού αστεροειδούς αποτελούν μέρος της “σκοτεινής ύλης“ του σύμπαντος.
Όπως υπονοεί το όνομά της, η σκοτεινή ύλη δεν αντανακλά ούτε εκπέμπει φως, ασκεί όμως μια βαρυτική δύναμη.
Η γενική θεωρία της σχετικότητας από την άλλη πλευρά προβλέπει ότι τέτοιου είδους αρχέγονες μαύρες τρύπες δεν υπάρχουν πια, καθώς θα έπρεπε να έχουν εξαφανιστεί μέχρι σήμερα.
“Όταν υπολογίζαμε πόσο μακριά από τη Γη θα μπορούσαν να είναι οι “braneworld” μαύρες τρύπες, ανακαλύψαμε με έκπληξη ότι οι πιο κοντινές θα βρίσκονταν μέσα στην τροχιά του Πλούτωνα”, σημειώνει ο Keeton.
Εάν οι μαύρες τρύπες “braneworld” σχηματίζουν έστω το 1% μόνο της σκοτεινής ύλης του δικού μας τμήματος του Γαλαξία –ένα επιφυλακτικό συμπέρασμα- τότε θα πρέπει να υπάρχουν αρκετές χιλιάδες “braneworld” “μαύρες τρύπες” στο ηλιακό μας σύστημα.

Υπάρχουν όμως στ' αλήθεια οι “braneworld” μαύρες τρύπες και ως εκ τούτου  ευσταθούν ως αποδείξεις για την “braneworld” θεωρία των 5 διαστάσεων;
Oι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι είναι δυνατόν να απαντηθούν αυτές οι ερωτήσεις μέσω της παρατήρησης των επιδράσεων που θα ασκούσαν οι “braneworld” μαύρες τρύπες στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που ταξιδεύει από άλλους Γαλαξίες προς τη γη.
Κάθε τέτοιου είδους ακτινοβολία που περνάει δίπλα από μια μαύρη τρύπα, θα ενεργοποιηθεί από τις τρομακτικές βαρυτικές δυνάμεις του αντικειμένου.
Ένα πολύ καλό σημείο για να ψάξει κανείς για το φαινόμενο αυτό από τις “braneworld” μαύρες τρύπες, είναι τα σημεία στα οποία εκρήγνυνται οι ακτίνες γάμα καθώς πλησιάζουν στη Γη. Αυτές οι εκρήξεις των ακτινών γάμα πιστεύεται ότι προκαλούνται από ευρύτερες εκρήξεις μέσα στο σύμπαν.
Αυτού του είδους οι εκρήξεις προέρχονται από τo εξώτερο διάστημα και ανακαλύφθηκαν “κατά λάθος“ από την πολεμική αεροπορία των Ηνωμένων Πολιτειών στην δεκαετία του 1960.
Οι Keeton και Petters υπολόγισαν ότι οι “braneworld” μαύρες τρύπες θα εμπόδιζαν τις ακτίνες γάμα με τον ίδιο τρόπο που ένας βράχος στην επιφάνεια μιας λιμνούλας παρεμποδίζει και διασπά την ρυτίδωση της επιφάνειας του νερού.
Ο βράχος παράγει ένα μοτίβο παρεμβολής στα απόνερά του, όπου κάποιες από τις κορυφές των κυματισμών είναι υψηλότερες, κάποια κοιλώματα είναι βαθύτερα, ενώ κάποιες κορυφές και κοιλώματα εξουδετερώνουν το ένα το άλλο.
Το μοτίβο παρεμβολής φέρει τη σφραγίδα των χαρακτηριστικών και του βράχου και του νερού.
Με τον ίδιο τρόπο μια “braneworld” μαύρη τρύπα, θα παρήγαγε ένα μοτίβο παρεμβολής σε ένα περαστικό ξέσπασμα ακτινών γάμα, καθώς αυτές ταξιδεύουν προς τη Γη, υποστηρίζουν οι Keeton και Petters.
Οι επιστήμονες προέβλεψαν τις απορρέουσες φωτεινές και σκοτεινές “φράντζες” στο μοτίβο παρεμβολής, το οποίο όπως λένε αποτελεί φορέα των συναγομένων χαρακτηριστικών των braneworld μαύρων τρυπών καθώς και του χώρου και του χρόνου.

“Ανακαλύψαμε ότι η “σφραγίδα” μιας τέταρτης διάστασης του χώρου, εμφανίζεται στο μοτίβο παρεμβολής”, υπογραμμίζει ο Petters. Αυτή η επιπλέον διάσταση του χώρου δημιουργεί μια στένωση ανάμεσα στις “φράντζες “, σε σύγκριση με τα αποτελέσματα που θα παίρναμε από τη θεωρία της Γενικής Σχετικότητας.
Ο Keeton και ο Petters υποστηρίζουν ότι θα πρέπει να είναι δυνατή η μέτρηση των προβλεπόμενων μοτίβων ακτινών γάμα, χρησιμοποιώντας το Gamma Ray Large Area Space Telescope.
Το τηλεσκόπιο αυτό είναι προγραμματισμένο να εκτοξευθεί μέσα σε ένα διαστημικό σκάφος και να τεθεί σε τροχιά τον Αύγουστο του 2007, και είναι το αποτέλεσμα μιας συνδυασμένης προσπάθειας της NASA του Αμερικάνικου Υπουργείου Ενέργειας και αντίστοιχων ιδρυμάτων σε Γαλλία Γερμανία Ιαπωνία Ιταλία και Σουηδία.
Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι η πρόβλεψή τους θα έχει εφαρμογή σε όλες τις “braneworld” μαύρες τρύπες, είτε αυτές βρίσκονται στο δικό μας ηλιακό σύστημα ή πέρα από αυτό.
Αν η θεωρία “braneworld” είναι σωστή, θα πρέπει να υπάρχουν πολύ περισσότερες “braneworld“ μαύρες τρύπες από το ένα άκρο του σύμπαντος μέχρι το άλλο, η καθεμία από τις οποίες θα φέρει τη σφραγίδα μιας τέταρτης διάστασης του χώρου.

Γενική περιγραφή θεωρίας χορδών (braneworlds)

Η έρευνα γύρω από τη θεωρία χορδών αποσκοπεί στην εξαγωγή μιας θεωρίας των πάντων. Είναι προς το παρόν η μόνη αξιόπιστη θεωρία κβαντικής βαρύτητας, η οποία μπορεί εξίσου καλά να περιγράψει και τις ηλεκτρομαγνητικές και τις άλλες θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις. Στη θεωρία υπερχορδών περιλαμβάνονται και τα φερμιόνια, οι θεμελιώδεις δομικοί λίθοι της ύλης. Δεν είναι, πάντως, ακόμη γνωστό αν η θεωρία υπερχορδών είναι η ακριβής θεωρία του σύμπαντος, ούτε τα περιθώρια των τιμών των φυσικών σταθερών που προβλέπει.
Το γεγονός ότι ο κόσμος είναι 4-διάστατος έρχεται εκ πρώτης όψεος σε αντίθεση με τις 10 ή 11 διαστάσεις της θεωρίας. Οι πιθανές απαντήσεις σ'αυτό το παράδοξο είναι δύο: Μία πιθανή απάντηση είναι ότι οι υπόλοιπες 6 ή 7 διαστάσεις είναι τόσο μικρές ώστε δεν είναι δυνατό να παρατηρηθούν. Στην 6-διάστατη περίπτωση αναφέρονται οι υπερχώροι Calabi-Yau. Στις 7 διαστάσεις αναφέρονται οι χώροι πολλαπλότητας G₂. Η δεύτερη πιθανή απάντηση λύση είναι ότι είμαστε δεσμευμένοι σε μία υπερ-μεμβράνη του πλήρους σύμπαντος τεσσάρων χωροχρονικών διαστάσεων. Η λύση αυτή είναι γνωστή ως brane-world theory. Αξίζει να σημειωθεί ότι ορισμένες εκδοχές αυτής της θεωρίας οδηγούν σε προβλέψεις που θα μπορέσουν να ελεγχθούν από πειραματικές μετρήσεις κβαντικής βαρύτητας που θα γίνουν στον επιταχυντή LHC του διεθνούς ερευνητικού κέντρου CERN της Γενεύης, ο οποίος έχει ήδη αρχίσει τη λειτουργία του.

Θεωρίες και δυϊσμοί

Υπάρχουν 2 κύριες θεωρίες χορδών, η μποζονική θεωρία χορδών σε 26 διαστάσεις και η Υπερσυμμετρική Θεωρία Χορδών σε 10 διαστάσεις. Σήμερα, ο όρος θεωρία χορδών αναφέρεται στην Υπερσυμμετρική θεωρία χορδών ή Θεωρία Υπερχορδών. Μια σημαντική ερευνητική ανακάλυψη που έγινε στη δεκαετία του 1990 ήταν το ότι οι διάφορες θεωρίες υπερχορδών μπορούν να προκύψουν σαν οριακές περιπτώσεις από μια σχετικά άγνωστη 11-διάστατη θεωρία που ονομάστηκε Θεωρία-Μ (M-Theory).

Θεωρίες Χορδών
Τύπος	Χωροχρονικές διαστάσεις	Λεπτομέρειες
Μποζονική	26	Μόνο μποζόνια, όχι φερμιόνια, όχι ύλη, με ανοικτές και κλειστές χορδές. Βασικό μειονέκτημα: ένα σωματίδιο με φανταστική μάζα, που ονομάζεται ταχυόνιο.
I	10	Υπερσυμμετρία μεταξύ των δυνάμεων και της ύλης, με ανοικτές και κλειστές χορδές, όχι ταχυόνια, η ομάδα συμμετρίας είναι η SO(32).
IIA	10	Υπερσυμμετρία μεταξύ των δυνάμεων και της ύλης, με ανοικτές και κλειστές χορδές, όχι ταχυόνια, άμαζα φερμιόνια με διπλή ελικότητα (nonchiral).
IIB	10	Υπερσυμμετρία μεταξύ των δυνάμεων και της ύλης, με ανοικτές και κλειστές χορδές, όχι ταχυόνια, άμαζα φερμιόνια με μονή ελικότητα (chiral).
HO	10	Υπερσυμμετρία μεταξύ των δυνάμεων και της ύλης, με ανοικτές και κλειστές χορδές, όχι ταχυόνια, ετεροτική, που σημαίνει ότι οι χορδές που κινούνται δεξιόστροφα διαφέρουν με αυτές που κινούνται αριστερόστροφα, η ομάδα συμμετρίας είναι η SO(32).
HE	10	Υπερσυμμετρία μεταξύ των δυνάμεων και της ύλης, με ανοικτές και κλειστές χορδές, όχι ταχυόνια, ετεροτική, που σημαίνει ότι οι χορδές που κινούνται δεξιόστροφα διαφέρουν με αυτές που κινούνται αριστερόστροφα, η ομάδα συμμετρίας είναι η E8×E8.

Πριν τη δεκαετία του '90, οι πέντε διαφορετικοί τύποι θεωριών χορδών έμοιαζαν ασύνδετες μεταξύ τους. Στο ετήσιο συνέδριο των φυσικών πάνω στη θεωρία χορδών που πραγματοποιήθηκε το 1995, ο Έντουαρντ Βίτεν πρότεινε πως οι διαφορετικοί αυτοί τύποι μπορούν ίσως να προκύψουν ως οριακές περιπτώσεις μιας άγνωστης ακόμη 11-διάστατης θεωρίας που ονομάστηκε θεωρία-Μ.
Ανακαλύφθηκαν επίσης κάποιες σχέσεις που ονομάζονται δυϊσμοί (dualities), και οι οποίες δείχνουν ότι οι 5 διαφορετικές θεωρίες χορδών συνδέονται άμεσα μεταξύ τους, σε χαμηλά ή υψηλά όρια διαφόρων σταθερών, δίνοντας έτσι τα ίδια ακριβώς αποτελέσματα. Οι δυϊσμοί αυτοί είναι ο S-δυϊσμός, ο Τ-δυϊσμός και ο U-δυϊσμός.

Προβλήματα της θεωρίας χορδών

Η θεωρία χορδών δεν έχει μέχρι στιγμής επιτύχει να κάνει ποσοτικές προβλέψεις που θα μπορούσαν να επαληθευθούν πειραματικά. Επικριτές της θεωρίας υποστηρίζουν μάλιστα ότι η θεωρία δεν είναι δυνατό ούτε να επαληθευτεί ούτε να απορριφθεί. Οι υποστηρικτές της αντιλέγουν ότι η θεωρία χορδών έχει ήδη κάνει πληθώρα νέων προβλέψεων: α) Έξτρα διαστάσεις. Η πρόβλεψη αυτή αποτελεί αντικείμενο πολλών εξελισσόμενων πειραμάτων παγκοσμίως. β) Νέα σωματίδια με μάζες συγκρίσιμες της μάζας του Planck. γ) Υπερσυμμετρία-υπερβαρύτητα. Η ύπαρξη ή όχι υπερσυμμετρικών σωματιδίων θα αποτελέσει το αντικείμενο σειράς πειραμάτων που αναμένεται να αρχίσουν σύντομα στον επιταχυντή LHC του CERN.
Η διατύπωση της θεωρίας υπερχορδών έχει γίνει με βάση σειράς διαταραχών, και όχι ως ακριβώς διατυπωμένη θεωρία. Παρόλο που υπάρχει αρκετή πρόοδος προς μια μη-διαταρακτική διατύπωση, και υποθέσεις για πλήρεις ορισμούς στο χωροχρόνο που ικανοποιούν ορισμένες ασύμπτωτες, δεν έχει διατυπωθεί ακόμη μια πλήρης μη-διαταρακτική θεωρία υπερχορδών. (απόσπασμα από ΒΙΚΙΠΑΙΔΙΑ)

Βίντεο (http://www.youtube.com/watch?v=_3eWLo2joZg)

Ατομίκη εργασία ΤΡΥΠΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ