M-theory


In theoretical physics, M-theory is an extension of string theory in which 11 dimensions are identified. Because the dimensionality exceeds that of superstring theories in 10 dimensions, proponents believe that the 11-dimensional theory unites all five string theories (and supersedes them). Though a full description of the theory is not known, the low-entropy dynamics are known to be supergravity interacting with 2- and 5-dimensional membranes.
This idea is the unique supersymmetric theory in eleven dimensions, with its low-entropy matter content and interactions fully determined, and can be obtained as the strong coupling limit of type IIA string theory because a new dimension of space emerges as the coupling constant increases. Drawing on the work of a number of string theorists (including Ashoke Sen, Chris Hull, Paul Townsend, Michael Duff and John Schwarz), Edward Witten of the Institute for Advanced Study suggested its existence at a conference at USC in 1995, and used M-theory to explain a number of previously observed dualities, initiating a flurry of new research in string theory called the second superstring revolution.
In the early 1990s, it was shown that the various superstring theories were related by dualities which allow the description of an object in one super string theory to be related to the description of a different object in another super string theory. These relationships imply that each of the super string theories is a different aspect of a single underlying theory, proposed by Witten, and named “M-theory”.

Teoria-M é uma teoria que unifica as cinco diferentes Teorias das cordas, mais a Supersimetria e a Supergravidade. Essa teoria diz que tudo, matéria e campo, é formada por membranas, e que o universo flui através de 11 dimensões. Teriamos então 3 dimensões espaciais (altura, largura, comprimento), 1 temporal (tempo) e 7 dimensões recurvadas, sendo a estas atribuídas outras propriedades, como massa e carga elétrica. Na mais absoluta profundidade da dimensão espacial, que aparentemente é plana e sem nenhuma ruptura, ocorrem os mais terríveis frenesis (turbulências) e isso impede uma conciliação amigável entre a Relatividade e a Mecânica Quântica. Como a Teoria Quântica até boa parte do século XX era de Campo, baseada em partículas puntiformes, a relatividade tornava-se difícil de ser incorporada a teorias microscópicas.
Contudo, um problema maior surgiu quando se tentou criar uma teoria quântica de campo gravitacional, pois, abaixo da escala de Planck, o espaço tornava-se tão denso em termos de planitude que, a gravidade, recriada na teoria da Relatividade Geral, baseada na geometria Riemanniana, caía aos pedaços e todos nossos conhecimentos íam por água abaixo. Por muito tempo foi difícil haver uma percepção quântica da gravidade, devido principalmente ao espaço e seu frenesi e às particulas puntiformes. A teoria das Supercordas e a Teoria-M nos dão agora uma nova visão daquilo que um dia pensou-se ser impossível: a Unificação da Física. Teríamos assim um postulado único que explicaria tudo o que existe.

La théorie M est une théorie élaborée par Edward Witten qui a pour but d’unifier les cinq théories des cordes.
On nomme théorie M une théorie physique élaborée par le professeur Edward Witten dans le but d’unifier les différentes théories des supercordes déjà existantes et reliées entre elles par des dualités. À ce jour, seule la limite classique de cette théorie est connue. C’est la théorie de supergravité maximale à 11 dimensions. L’espace-cible de la théorie M a donc une dimension spatiale de plus que la dimension critique des différentes supercordes.
D’un point de vue quantique, l’objet fondamental de cette théorie devrait être une brane (généralisation à N dimensions du concept de membrane) et non une corde, c’est-à-dire un objet dont le volume d’univers est étendu dans deux dimensions d’espace et une dimension de temps alors que le volume d’univers d’une corde est étendu dans une dimension d’espace et une de temps. Par compactification de la membrane autour de la dimension supplémentaire précédemment évoquée, on retrouve la corde fondamentale de la théorie IIA. Malheureusement, contrairement à la théorie des cordes dans laquelle l’action de Nambu-Goto peut être quantifiée grâce à la présence de la symétrie conforme, la théorie analogue dans le cas de la membrane ne possède pas cette symétrie, ce qui rend l’analyse directe bien plus difficile et jusqu’ici inachevée.

En física, la Teoría-M (a veces denominada Teoría-U) es la proposición de una “Teoría universal” que unifique las cinco teorías de las Supercuerdas. Basada en los trabajos de varios científicos teóricos (incluidos: Chris Hull, Paul Townsend, Ashoke Sen, Michael Duff y John H. Schwarz), Edward Witten, del “Institute for Advanced Study”, sugirió la existencia de las Supercuerdas en una conferencia en la USC en 1995, usando a la Teoría-M para explicar un número de dualidades previamente observadas, dando el chispazo para una nueva investigación de la teoría de las cuerdas llamada segunda revolución de supercuerdas.
En esta teoría se identifican 11 dimensiones, donde la supergravedad interactúa entre membranas de 2 a 5 dimensiones. Esto evidenciaría la existencia de infinitos Universos paralelos, algunos de los cuales serían como el nuestro con mayores o menores diferencias, y otros que serían impensables con 4 ó 5 dimensiones. Esto explicaría la debilidad de la gravedad, pues la partícula del gravitón sería la única que podría pasar por todas las membranas, perdiendo su fuerza.

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Superstring theory

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