끈이론.

끈 이론 - string theory

 

 

 

1차원의 개체인 끈과 이에 관련된 막을 다루는 물리학 이론이다.

 

양자장론에서는 (0차원의) 점입자를 다루는데,

 

이에 따라 여러 무한대가 생겨 기본 이론으로 적절하지 않다.

 

끈 이론은 대신 크기를 지닌 개체를 다룸으로서 이러한 무한대를 피한다.

 

또한 끈 이론은 게이지 이론과 일반 상대론을 자연스럽게 포함한다.

 

이러한 성질 때문에 끈 이론은 모든 것의 이론의 유력한 후보다. 이 밖에도 양자색역학, 우주론 등에서도 쓰인다.

 

 

 

 

물리학의 이전 이론이 기본 입자를 점입자로 나타내었지만,

 

끈 이론에서는 기본 입자를 1차원의 끈으로 나타낸다.

 

이 성질 때문에 점입자 이론이 해결할 수 없는 문제를 해결할 수 있다.

 

물론 끈을 아주 멀리에서 보면 다시 점입자와 다르지 않게 보이기 때문에 거시적인 부분에서는 기존의 역학을 그대로 사용할 수 있다는 이점이 있다.

 

무엇보다도 끈을 양자화하면 스핀이 2인 입자가 있어야 하며 이를 중력자로 해석할 수 있다.

 

그러나 2011년 현재 끈 이론을 비롯한 물리학의 어떤 이론도 양자 중력 이론을 완성해 내지 못하고 있다.

 

끈을 기술하는 변수가 보손인 끈 이론을 보손 끈 이론이라고 하고, 초대칭(페르미온)쌍을 도입한 초대칭 끈 이론을 초끈 이론이라고 한다.

 

주론 등에서도 쓰인다.

 

 

 

 

임의의 시공 차원에서 존재하는 일반적인 이론과는 달리,

 

끈 이론은 일관성을 위하여 특정한 시공 차원에서만 존재한다.

 

즉 M이론은 오직 11차원에서만 존재한다. (보손 끈 이론은 26차원에서 존재하고, 초끈이론은 10차원에서 존재한다. 또한 F이론은 12차원에서 존재한다.)

 

여분의 공간은 현상론적으로 여러가지 흥미로운 성질을 가지고, 이러한 모형은 끈 이론 이전에도 칼루차-클라인 이론이라는 이름으로 연구되어 왔다.

 

실제로 관측된 4차원 밖의 다른 추가 차원에 대하여서는 크게 두 종류의 설명이 있다.

 

하나는 추가 차원이 아주 작은 크기로 축소화 되어 관측되지 않았다는 것이다.

 

이 경우 추가 차원은 칼라비-야우 다양체를 이룬다. 다른 하나는 우리 우주는 11차원 시공 내의 4차원 부분공간(브레인)에 있다는 이론이다.

 

이와 같은 이론에는 랜덜-순드룸 모형 등이 있다.