Universets minste instrumenter
Noe er helt vilt her: alt du tar på, alt du ser, alt du kjenner – kan til syvende og sist bestå av noe som ikke er laget av noe som helst.
Ta et eple. Del det opp, bit for bit. Du ender til slutt med molekyler, så atomer, så partikler. Mange fysikere trodde de hadde funnet bunnen. Men strengteoretikerne sa: «Fortsett.» På en skala så liten at en proton virker som en galakse, kan det finnes noe enda mer grunnleggende – bitte små strenger som vibrerer.
Ingen har bevist at de finnes. De er så små at det nesten er umulig å måle dem direkte. For å finne dem skulle man trenge energier som tilsvarer en hel galakse. Dermed står fysikerne igjen med en vakker teori, men uten noen god måte å teste den på.
Hvordan bevise det man ikke kan se
En gruppe forskere fra Caltech, NYU og Barcelona valgte en annen vei. De gikk ikke ut fra at strenger finnes. De startet med enkle regler for hvordan partikler oppfører seg når de kolliderer med ekstreme hastigheter.
Da de regnet seg gjennom matrisen, kom det ikke tusenvis av mulige løsninger. Det dukket opp én ting – de matematiske sporene av strengteori. «Strengene bare dukket opp,» sier Clifford Cheung fra Caltech. «Vi antok ingenting om strenger. Men de lå der.»
Den uendelige rekken
Tilbake til 1960-tallet. Når fysikere slo partikler mot hverandre, så de en rekke nye partikler. De dukket opp i en slags orden, som trappetrinn. Gabriele Veneziano fant en formel som beskrev denne rekken. Men ingen visste hva som lå bak.
Senere innså man at det lignet overtonene fra en vibrerende streng. Strengteori sier at hver partikkel er en vibrasjon – en foton, en elektron, til og med tyngdekraften selv. Når Cheung og hans kolleger startet fra bunnen av, kom denne rekken frem av seg selv.
Tyngdekraften som ikke vil samarbeide
For tiårene er det en stor felles plage: tyngdekraft og kvantefysikk passer ikke sammen. Einsteins gravitasjonsteori fungerer på store skalaer. Kvantefysikk fungerer på små skalaer. Når man prøver å blande dem, blir det uendeligheter i formelen.
Strengteori gir en løsning. Hvis alle ting – også tyngdekraft – består av vibrerende strenger, kan de uendeligheter kanselleres. I 1974 fant John Schwarz og Joël Scherk ut at strengteori kunne være en vei til å forklare både tyngdekraft og kvantefysikk samtidig.
Hva betyr dette egentlig?
Dette er ikke et bevis på at strenger finnes. Vi har ikke teknologi som kan teste det direkte. Men det interessante er at når man starter fra bare noen få regler, så kommer strengteori frem av seg selv. Man søkte ikke etter den. Men den lå der.
Det er ikke et endelig bevis. Det er heller en indikasjon på at strengteori kanskje ikke bare er matematikk. Det kan være noe mer – noe som forteller oss hvordan naturen er bygget.