# Teorija struna

**Teorija struna** je pokušaj da se u okviru fizike čestica pomire principi kvantne mehanike i opšte relativnosti. Takođe, ukoliko se pokaže kao ispravna, postaće glavni kandidat za „Teoriju svega“ (engleski: *Theory of everything – TOE*), odnosno za pokušaj opisivanja svih poznatih osnovnih sila i stanja materije, na konačan matematički način.

Kako još uvek ne postoje relevantni eksperimenti kojima se mogu pokriti sva poznata energetska stanja čestica, teorija struna je i dalje predmet sukoba u naučnoj javnosti.

Osnovna pretpostavka teorije struna je to da elektroni i kvarkovi u atomu nisu bezdimenzione čestice (u suštini, obične tačke u prostoru), već da su zapravo jednodimenzionalne oscilujuće linije, odnosno „strune“. Posmatrano detaljnije, teorija struna se bavi i drugim elementarnim česticama, poput hadrona, bozona i fermiona, i njihovih međusobnih veza, objedinjenih pod pojmom supersimetrije.

Uprošćeno, po ovoj teoriji, na kvantni način se posmatraju zatezanje, kinetika i vibracije ovih struna, analogno običnoj zategnutoj žici u prostoru.

Dodatni problem i nedoumice izaziva i to, što je za potpunu primenu teorije struna neophodno uključiti i uticaj nekih, za sada još neuočenih dimenzija univerzuma, uz već postojeće i poznate četiri (tri prostorne, i jednu vremensku).

Ova teorija je prilično mlada, sa začecima u modelu dvojne rezonancije iz 1969. godine, i sa prvim pravim značajnijim probojima iz '90 godina prošlog stoleća.

Naučnici koji su pobornici ove teorije, i koji rade na njenom daljem razvoju su Stiven Hoking, Edvard Viten, Huan Maldasena, Tom Benks, Vili Fišler, Stiven Šenker, Stiven Gabser, Igor Klejbanov, Mičio Kaku, Aleksander Poljakov i Leonard Saskind. NJihovi argumenti su da ova teorija omogućava kvalitetno kombinovanje kvantne teorije polja i opšte relativnosti, potom da je u skladu sa opštim postulatima kvantne gravitacije (npr. sa termodinamikom crnih rupa), i napokon, zato što je prošla niz kvalitativnih provera svoje unutrašnje (matematičke) stabilnosti.

Postoje i kritičari među priznatim naučnicima, poput Ričarda Fajnmana, Pitera Vojta, Li Smolina, Filipa Andersona, Lorensa Krausa, Karla Rovelija i Šeldon Li Glašou, koji ovu teoriju osporavaju zato što ne daje gotovo nikakve eksperimentalne kvantitativne pretpostavke, odnosno, jednostavno rečeno, nije prošla fazu ispitivanja kroz konkretne fizičke eksperimente, a sve zbog ogromnih energetskih prohteva tih eksperimenata. Takođe, broj mogućih rešenja je, prema njihovom mišljenju, preveliki da bi teorija bila kvalitetna, a i u velikoj meri su rešenja zavisna od prethodnih dešavanja, da bi ih oni smatrali relevantnim.

## Pregled

Nivoi magnifikacije:
1. Makroskopski nivo – materijaTekst natpisa
2. Molekulski nivo
3. Atomiski nivo – Protoni, neutroni, i elektroni
4. Subatomski nivo – Elektron
5. Subatomski nivo – Kvarkovi
6. Nivo struna
Teorija struna postulira da elektroni i kvarkovi unutar atoma nisu 0-dimenzioni objekti, nego da se sastoje od 1-dimenzionalnih struna. Te strune mogu da osciluju, što daje česticama njihov ukus (kvantni broj), naelektrisanje, masu i spin. Teorije struna takođe obuhvataju objekte generalnije od struna, zvane brane. Reč *brana*, izvedena iz „membrana“, se odnosi na različite međusobno povezane objekate, kao što su D-brane, crne p-brane i NS5-brane. To su prošireni objekti koji su naelektrisani izvori za diferencijalnu formu generalizacija vektorskog potencijala elektromagnetnog polja. Ovi objekti su međusobno povezani različitim dualnostima. Crnoj rupi-slične crne p-brane su identifikovane D-branama, koje su krajnje tačke struna, i ta identifikacija se naziva Gauge-gravitaciona dualnost. Istraživanje ove jednakosti je dovelo do novih saznanja o kvantnoj hromodinamici, osnovnoj teoriji jake nuklearne sile. Strune formiraju zatvorene petlje, osim ako se susretnu sa D-branama, gde one mogu da se otvore u 1-dimenzionalne linije. Krajnje tačke struna ne mogu da prekinu D-branu, ali one mogu da prođu oko na nje.

## Reference

## Literatura

### Popularne knjige i članci

* *Superstrings: A Theory of Everything?* (Reprint izd.). Cambridge: Cambridge University Press. July 31 1992. str. 244. ISBN 0-521-43775-X.
* Gefter, Amanda (December 2005). „*Is string theory in trouble?*”. New Scientist. Pristupljeno 19. 12. 2005.
* Green, Michael (September 1986). „*Superstrings*”. Scientific American. Pristupljeno 19. 12. 2005.
* Brian Greene (October 20 2003). *The Elegant Universe* (Reissue izd.). New York: W.W. Norton & Company. str. 464. ISBN 0-393-05858-1.
* Brian Greene (2004). *The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality*. New York: Alfred A. Knopf. str. 569. ISBN 0-375-41288-3.
* John Gribbin (1998). *The Search for Superstrings, Symmetry, and the Theory of Everything*. London: Little Brown and Company. str. 224. ISBN 0-316-32975-4.
* Paul Halpern (2004). *The Great Beyond: Higher Dimensions, Parallel Universes, and the Extraordinary Search for a Theory of Everything*. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.. str. 326. ISBN 0-471-46595-X.
* Dan Hooper (2006). *Dark Cosmos: In Search of Our Universe's Missing Mass and Energy*. New York: HarperCollins. str. 240. ISBN 978-0-06-113032-8.
* Michio Kaku (April 1994). *Hyperspace: A Scientific Odyssey Through Parallel Universes, Time Warps, and the Tenth Dimension*. Oxford: Oxford University Press. str. 384. ISBN 0-19-508514-0.
* Klebanov, Igor and Juan Maldacena (January 2009). Solving Quantum Field Theories via Curved Spacetimes Arhivirano 2012-12-09 na Archive.is-u. *Physics Today*.
* George Musser (2008). *The Complete Idiot's Guide to String Theory*. Indianapolis: Alpha. str. 368. ISBN 978-1-59-257702-6.
* Lisa Randall (September 1 2005). *Warped Passages: Unraveling the Mysteries of the Universe's Hidden Dimensions*. New York: Ecco Press. str. 512. ISBN 0-06-053108-8.
* Leonard Susskind (December 2006). *The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design*. New York: Hachette Book Group/Back Bay Books. str. 403. ISBN 0-316-01333-1.
* Gary Taubes (November 1986). "Everything's Now Tied to Strings" *Discover Magazine* vol 7, #11.
* Alex Vilenkin (2006). *Many Worlds in One: The Search for Other Universes*. New York: Hill and Wang. str. 235. ISBN 0-8090-9523-8.
* Witten, Edward (June 2002). „*The Universe on a String*” (PDF). Astronomy Magazine. Arhivirano iz originala na datum 2012-12-19. Pristupljeno 19. 12. 2005.

Dve netehničke knjige koje su kritične za razumevanje teorije struna:

* Lee Smolin (2006). *The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next*. New York: Houghton Mifflin Co.. str. 392. ISBN 0-618-55105-0.
* Peter Woit (2006). *Not Even Wrong - The Failure of String Theory And the Search for Unity in Physical Law*. London: Jonathan Cape &: New York: Basic Books. str. 290. ISBN 978-0-465-09275-8.

### Udžbenici

* Becker, Katrin, Becker, Melanie, and John H. Schwarz (2007) *String Theory and M-Theory: A Modern Introduction* . Cambridge University Press. ISBN 0-521-86069-5
* Binétruy, Pierre (2007) *Supersymmetry: Theory, Experiment, and Cosmology*. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850954-7.
* Dine, Michael (2007) *Supersymmetry and String Theory: Beyond the Standard Model*. Cambridge University Press. ISBN 0-521-85841-0.
* Frampton, Paul H. (1974). *Dual Resonance Models*. Frontiers in Physics. ISBN 0-8053-2581-6.
* Gasperini, Maurizio (2007) *Elements of String Cosmology*. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-86875-4.
* Michael Green, John H. Schwarz and Edward Witten (1987) *Superstring theory*. Cambridge University Press. The original textbook.
	+ *Vol. 1: Introduction*. ISBN 0-521-35752-7.
	+ *Vol. 2: Loop amplitudes, anomalies and phenomenology*. ISBN 0-521-35753-5.
* Kiritsis, Elias (2007) *String Theory in a Nutshell*. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-12230-4.
* Johnson, Clifford (2003). *D-branes*. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-80912-6.
* Polchinski, Joseph (1998) *String Theory*. Cambridge University Press.
	+ *Vol. 1: An introduction to the bosonic string*. ISBN 0-521-63303-6.
	+ *Vol. 2: Superstring theory and beyond*. ISBN 0-521-63304-4.
* Szabo, Richard J. (Reprinted 2007) *An Introduction to String Theory and D-brane Dynamics*. Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-427-7.
* Barton Zwiebach (2004) *A First Course in String Theory*. Cambridge University Press. ISBN 0-521-83143-1.

Tehnički i kritički:

* Roger Penrose (February 22 2005). *The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe*. Knopf. str. 1136. ISBN 0-679-45443-8.

### Onlajn materijal

* David Tong. „Lectures on String Theory”. arXiv:0908.0333.
* Schwarz, John H.. „Introduction to Superstring Theory”. arXiv:hep-ex/0008017.
* Witten, Edward (1998). „Duality, Spacetime and Quantum Mechanics”. Kavli Institute for Theoretical Physics. Pristupljeno 16. 12. 2005.
* Tom W. B. Kibble. „Cosmic strings reborn?”. arXiv:astro-ph/0410073.
* Marolf, Don. „Resource Letter NSST-1: The Nature and Status of String Theory”. arXiv:hep-th/0311044.
* Ajay, Shakeeb, Wieland et al. (2004). „The nth dimension”. Arhivirano iz originala na datum 2012-06-20. Pristupljeno 16. 12. 2005.
* Woit, Peter (2002). „*Is string theory even wrong?*”. American Scientist. Arhivirano iz originala na datum 2009-08-15. Pristupljeno 16. 12. 2005.
* Veneziano Gabriele (May 2004). „The Myth of the Beginning of Time”. *Scientific American*.
* Harris, Richard (7. 11. 2006.). „Short of 'All,' String Theorists Accused of Nothing”. National Public Radio. Pristupljeno 5. 3. 2007.
* A website dedicated to creative writing inspired by string theory. Arhivirano 2010-10-15 na Wayback Machine-u
* An Italian Website with various papers in English language concerning the mathematical connections between String Theory and Number Theory. Arhivirano 2011-08-23 na Wayback Machine-u
* George Gardner (2007-01-24). "Theory of everything put to the test". Newsgroup: tech.blorge.com. ID109828243. Retrieved 2007-03-03.
* Minkel, J. R. (2. 3. 2006.). „A Prediction from String Theory, with Strings Attached”. *Scientific American*.
* Chalmers, Matthew (3. 9. 2007.). „*Stringscape*”. Physics World. Arhivirano iz originala na datum 2007-09-28. Pristupljeno 6. 9. 2007.
* Woit, Peter. Not Even Wrong: The Failure of String Theory & the Continuing Challenge to Unify the Laws of Physics. 2006. ISBN 0-224-07605-1. pp. (Jonathan Cape), ISBN 0-465-09275-6 (Basic Books)
* Schwarz, John (2001). „Early History of String Theory: A Personal Perspective”. Pristupljeno 17. 7. 2009.
* Zidbits (2011-03-27). „A Layman's Explanation For String Theory?”.

## Vanjske veze

* O temeljima teorije struna
* Superstrings
* Teorija struna i pitanje Božje opstojnosti