Teoria das Cordas

A teoria de cordas descreve as partículas elementares como modos de vibração de cordas uni-dimensionais fechadas ou mais recentemente, membranas bidimensionais.

Desde os anos 1930, quando foram propostas a teoria da Relatividade Geral e a Mecânica Quântica, ficou claro que as duas teorias não eram compatíveis entre si, já que a gravitação descrita pela teoria da Relatividade Geral é determinística e contínua, propriedades não aceitáveis pela Mecânica Quântica. Portanto desde o início do século XX, busca-se uma nova teoria que unifique estas teorias, formando uma Teoria de Tudo.

A teoria das cordas cósmicas , na forma atual, foi proposta em 1984 por Michael B. Green, do Queen Mary College, em Londres, e por John H. Schwarz, unificando a teoria de cordas com a supersimetria. Ela leva a um espectro de excitação com um número idêntico de férmions e bósons, e resolvendo o conflito quântico da teoria de cordas, pois mostrava que as anomalias anteriores se cancelavam. Nesta teoria, padrões vibracionais distintos de uma mesma corda fundamental , com comprimento de Planck (10^-33 cm), dão origem a diferentes massas e diferentes cargas de força. Para que as anomalias sejam canceladas, a teoria requer a existência de 9 dimensões espaciais e uma dimensão temporal, com um total de 10 dimensões. As outras dimensões estão enroladas sobre si mesmo, com distâncias menores que o comprimento de Planck, e portanto não podem ser detectadas.

Cada ponto do espaço tem estas dimensões extras, mas tão enroladas que não podem ser detectadas diretamente. Se as dimensões extras são associadas a espaços compactados -- para cada ponto do espaço-tempo quadri-dimensional -- seu tamanho reduzido é compatível com as observações.

Na teoria atual, as dimensões extras se compactaram 10^-43 segundos após a formação do Universo atual.Michael James Duff (1949-), da Texas A&M University, Chris M. Hull e Paul K. Townsend, ambos da Universidade de Cambridge, calculam que a teoria precisa de 11 dimensões, e não somente 10. Se uma das dimensões enroladas é de fato uma outra dimensão temporal, e não somente espacial, uma viagem no tempo pode ser possível.

Enquanto a Teoria da Relatividade Geral de Einstein prevê que a informação se perde dentro de um buraco negro, a Teoria de Cordas prevê que a informação não se perde, pois as cordas são infitas, deixando a informação no horizonte do buraco negro.

O princípio holográfico é uma hipótese baseada em teorias da gravidade quântica, proposta por Gerard 't Hooft e aperfeiçoada e interpretada através da Teoria de Cordas por Leonard Susskind [1995, The World as a Hologram, Journal of Mathematical Physics, 36 (11), 6377], afirmando que toda a informação contida num volume de espaço pode ser representada pela informação que reside na fronteira daquela região, já que a teoria de cordas admite uma descrição em dimensão mais baixa em que a gravidade aparece de uma forma holográfica [Charles Thorn; Raphael Bousso, 2002, The holographic principle, Reviews of Modern Physics, 74 (3), 825].

Este princípio foi inspirado pela determinação por Steve Hawkings de que a máxima entropia de qualquer região é proporcional ao raio ao quadrado (área), e não ao cubo (volume). Desta maneira, a informação sobre os objetos que entram em um buraco negro está contida nas flutuações superficiais do horizonte de evento.