Bahagian 1
Satu-satunya masalah ialah menerima teori ini sebagai fizikal, ia terlalu matematik. Kenapa?
Kerana ia bergantung pada satu fungsi sederhana - fungsi beta Euler sebenarnya tidak begitu kompleks seperti yang kelihatannya pada pandangan pertama. Fungsi ini dikaji dalam proses analisis matematik.
Jadi mengapa sebenarnya fungsi ini merupakan permulaan teori yang begitu besar dan membingungkan?
Fungsi beta Euler (Grafik fungsi beta dengan hujah sebenar).
Pada tahun 1968, seorang ahli fizik teori muda Itali Gabriele Veneziano cuba menerangkan bagaimana zarah-zarah inti atom berinteraksi: proton dan neutron. Saintis itu mempunyai dugaan yang bernas. Dia menyedari bahawa semua sifat zarah dalam atom dapat dijelaskan dengan satu formula matematik (fungsi beta Euler). Ia diciptakan dua ratus tahun yang lalu oleh ahli matematik Switzerland Leonard Euler dan menerangkan integrasi dalam analisis matematik.
Veneziano menggunakannya dalam pengiraannya, tetapi tidak memahami mengapa dia bekerja di bidang fizik ini. Makna fizikal formula itu ditemui pada tahun 1970 oleh saintis Amerika Yoichiro Nambu, Leonard Susskind, dan juga rakan mereka dari Holger Nielsen dari Denmark. Mereka mencadangkan bahawa zarah unsur adalah rentetan satu dimensi bergetar kecil, helai mikroskopik tenaga. Sekiranya tali ini sangat kecil, para penyelidik berpendapat, mereka masih akan kelihatan seperti zarah titik dan, oleh itu, tidak akan mempengaruhi hasil eksperimen. Ini adalah bagaimana teori rentetan muncul.
Sejak sekian lama, para ahli falsafah telah berhujah mengenai apakah alam semesta mempunyai asal usul tertentu atau adakah ia selalu ada. Relativiti umum menyiratkan kehalusan "kehidupan" Alam Semesta - Alam Semesta yang berkembang semestinya timbul akibat Big Bang.
Video promosi:
Namun, pada awal Big Bang, teori relativiti tidak berfungsi, kerana semua proses yang berlaku pada masa itu bersifat kuantum. Dalam teori rentetan, yang mendakwa teori graviti kuantum, pemalar fizikal asas baru diperkenalkan - kuantum panjang minimum (iaitu, panjang terpendek pada dasarnya). Akibatnya, senario lama Alam Semesta yang lahir di Big Bang menjadi tidak dapat dipertahankan.
Ruang pada tahap kuantum.
String adalah objek terkecil di alam semesta. Ukuran tali boleh dibandingkan dengan panjang Planck (10 ^ –33 cm). Menurut teori tali, ini adalah panjang minimum yang boleh dimiliki oleh objek di alam semesta.
Big Bang masih berlaku, tetapi ketumpatan jirim pada waktu itu tidak terbatas, dan alam semesta mungkin sudah ada sebelumnya. Simetri teori rentetan menunjukkan bahawa masa tidak mempunyai permulaan atau akhir. Alam semesta mungkin telah muncul hampir kosong dan terbentuk pada masa Big Bang, atau melalui beberapa siklus kematian dan kelahiran semula. Bagaimanapun, era sebelum Big Bang memberi kesan besar terhadap ruang moden.
Di alam semesta kita yang berkembang, galaksi berselerak seperti orang ramai yang berselerak. Mereka bergerak satu sama lain dengan kecepatan yang sebanding dengan jarak di antara mereka: galaksi, dipisahkan oleh 500 juta tahun cahaya, tersebar dua kali lebih cepat daripada galaksi, dipisahkan oleh 250 juta tahun cahaya. Oleh itu, semua galaksi yang kita amati semestinya bermula dari tempat yang sama pada waktu Big Bang. Ini benar walaupun pengembangan kosmik melalui tempoh pecutan dan perlambatan. Dalam rajah ruang dan waktu, galaksi bergerak di sepanjang jalan berliku ke dan dari bahagian ruang yang dapat dilihat (baji kuning). Namun, belum diketahui dengan tepat apa yang terjadi pada masa ketika galaksi (atau pendahulunya) mula terbang terpisah.
Sejarah Alam Semesta.
Dalam model Big Bang standard (gambar kiri), berdasarkan relativiti umum, jarak antara dua galaksi pada suatu ketika dahulu adalah sifar. Sehingga itu, masa tidak bermakna.
Dan dalam model yang mengambil kira kesan kuantum (dalam gambar di sebelah kanan), pada saat pelancaran, dua galaksi dipisahkan oleh jarak minimum tertentu. Senario seperti itu tidak mengecualikan kemungkinan wujudnya Alam Semesta sebelum Big Bang.
Bahagian 2
Dan sekarang saya akan cuba memberitahu anda mengapa terdapat begitu banyak teori ini: teori rentetan, superstrings, teori-M.
Maklumat lebih terperinci mengenai setiap teori:
Teori rentetan:
Seperti yang anda dan saya ketahui, teori tali adalah teori matematik semata-mata, yang mengatakan bahawa segala sesuatu di dunia kita (dan juga bukan di dunia kita) adalah akibat dari "getaran" objek mikroskopik dari urutan panjang Planck.
Mungkin semua perkara terbuat dari tali.
Sifat tali menyerupai tali biola. Setiap tali dapat menghasilkan sebilangan besar getaran yang berbeza (sebenarnya tidak terbatas), yang dikenali sebagai getaran resonan. Ini adalah getaran di mana jarak antara maksima dan minimum adalah sama, dan tepat bilangan bulat maksima dan minima sesuai di antara hujung tetap tali. Sebagai contoh, telinga manusia merasakan getaran bergema sebagai nota muzik yang berbeza. String mempunyai sifat serupa dalam teori rentetan. Mereka boleh melakukan getaran resonan di mana bilangan bulat maksima dan minima yang diedarkan secara seragam sepanjang panjang tali. Dengan cara yang sama bahawa mod yang berbeza (sekumpulan jenis getaran harmonik ciri sistem osilatori) getaran resonan dari tali biola menimbulkan nada muzik yang berbeza,mod getaran yang berbeza dari tali asas menimbulkan jisim dan pemalar gandingan yang berbeza.
Menurut teori relativiti khas, tenaga dan jisim (E sama dengan em tse square:) adalah dua sisi duit syiling yang sama: semakin banyak tenaga, semakin banyak jisim dan sebaliknya. Dan menurut teori tali, jisim zarah unsur ditentukan oleh tenaga getaran tali dalaman zarah ini. Rentetan dalaman zarah-zarah yang lebih berat bergetar dengan lebih kuat, sementara rentetan zarah-zarah cahaya bergetar dengan kurang kuat.
Yang paling penting, ciri salah satu mod rentetan sama dengan ciri graviton, memastikan bahawa graviti adalah bahagian integral dari teori rentetan.
Saya tidak mahu memperincikan "geometri" rentetan buat masa ini, saya hanya akan mengatakan bahawa zarah tanpa massa yang boleh menjadi foton berasal dari getaran atau tali terbuka atau tertutup. Graviton hanya berasal dari getaran tali tertutup, atau gelung. Tali berinteraksi antara satu sama lain untuk membentuk gelung. Zarah yang lebih besar (quark, elektron) timbul dari gelung ini. Jisim zarah-zarah ini bergantung pada tenaga yang dikeluarkan oleh gelung ketika bergetar.
Dalam teori rentetan, hanya boleh ada dua pemalar asas (dalam teori lain terdapat lebih banyak pemalar, bahkan yang paling asas. Sebagai contoh, Model Piawai memerlukan 26 pemalar). Yang pertama, disebut ketegangan tali, menerangkan berapa banyak tenaga yang terkandung per unit panjang tali. Yang lain, yang disebut pemalar gandingan tali, adalah angka yang menunjukkan kebarangkalian tali pecah menjadi dua tali, masing-masing menyebabkan daya; kerana itu adalah kebarangkalian, itu hanyalah nombor, tidak ada unit dimensi.
Teori superstring:
Yang perlu diketahui dan difahami dari frasa ini adalah bahawa teori ini adalah teori rentetan umum. Dalam teori ini, semuanya dipertimbangkan dari sudut supersimetri - … TETAPI!
Sebelum meneruskan perbincangan mengenai supersimetri, mari kita ingat konsep putaran. Spin adalah momentum sudut intrinsik yang wujud dalam setiap zarah. Ia diukur dalam unit pemalar Planck dan boleh menjadi keseluruhan atau separuh keseluruhan. Spin adalah sifat mekanik kuantum secara eksklusif, ia tidak dapat ditunjukkan dari sudut pandangan klasik. Percubaan naif untuk menafsirkan zarah unsur sebagai "bola" kecil, dan berputar - sebagai putarannya, bertentangan dengan teori relativiti khas, kerana titik di permukaan bola harus bergerak lebih cepat daripada cahaya. Elektron mempunyai putaran 1/2, foton mempunyai putaran 1.
Supersimetri adalah simetri antara zarah dengan putaran integer dan separuh bulat.
Ringkasnya, ini terdiri dalam membina teori yang persamaannya tidak akan berubah apabila medan dengan putaran integer diubah menjadi medan dengan putaran separuh integer dan sebaliknya. Sejak itu, beribu-ribu artikel telah ditulis, semua model teori medan kuantum telah mengalami supersimetrizasi, dan alat matematik baru telah dikembangkan yang memungkinkan untuk membina teori supersimetri.
Zarah-zarah yang diketahui secara semula jadi, menurut putarannya, dibahagikan kepada boson (putaran utuh) dan fermion (putaran separuh bulat). Zarah-zarah pertama adalah pembawa interaksi, misalnya, foton, yang membawa interaksi elektromagnetik, gluon, yang membawa kekuatan nuklear yang kuat, dan graviton, yang membawa daya graviti. Yang kedua terdiri daripada perkara yang kita buat, seperti elektron atau quark.
Fermion (zarah yang mematuhi statistik Fermi-Dirac) dan boson (zarah yang mematuhi statistik Bose-Einstein) boleh wujud bersama dalam sistem fizikal yang sama. Sistem sedemikian akan mempunyai simetri khas - supersimetri yang disebut, yang memetakan boson ke fermion dan sebaliknya. Ini tentu saja memerlukan jumlah boson dan fermion yang sama, tetapi syarat untuk mewujudkan supersimetri tidak terhad kepada ini. Sistem supersimetri hidup di ruang atas. Superspace diperoleh dari ruang masa biasa apabila koordinat fermionik ditambahkan ke dalamnya. Dalam formulasi ruang atas, transformasi supersimetri kelihatan seperti putaran dan terjemahan di ruang biasa. Dan zarah dan medan yang tinggal di dalamnya diwakili oleh sekumpulan zarah atau medan di ruang biasa, dan set seperti itu,di mana nisbah kuantitatif boson dan fermion tetap tegas, serta beberapa ciri mereka (terutamanya berputar). Partikel-medan yang termasuk dalam kumpulan tersebut disebut superpartners.
Jadi teori rentetan konvensional hanya menerangkan partikel yang merupakan boson, sehingga disebut teori rentetan bosonik. Tetapi dia tidak menggambarkan fermion. Oleh itu, quark dan elektron, misalnya, tidak termasuk dalam teori rentetan bosonik.
Tetapi dengan menambahkan supersimetri pada teori rentetan bosonik, kami mendapat teori baru yang menerangkan kedua kekuatan dan perkara yang membentuk alam semesta. Ia dipanggil teori superstring.
Terdapat tiga teori superstring yang berbeza yang masuk akal, iaitu tanpa percanggahan matematik. Dalam dua daripadanya, objek mendasar adalah tali tertutup, sementara yang ketiga, tali terbuka adalah blok bangunan. Lebih-lebih lagi, dengan mencampurkan aspek terbaik dari teori rentetan bosonik dan teori superstring, kami mendapat teori rentetan yang konsisten - teori rentetan heterotik.
Oleh itu, superstring adalah rentetan supersimetri, iaitu, ia masih rentetan, tetapi ia tidak tinggal di ruang biasa kita, tetapi di ruang atas.
TEORI M:
Pada pertengahan 1980-an, ahli teori sampai pada kesimpulan bahawa supersimetri, yang merupakan inti dari teori rentetan, dapat dimasukkan ke dalamnya bukan dalam satu tetapi dengan lima cara yang berbeza, yang membawa kepada lima teori yang berbeza: jenis I, jenis IIA dan IIB, dan dua heterotik teori rentetan. Atas sebab akal sehat (2 versi undang-undang fizikal yang sama tidak dapat beroperasi secara serentak), dipercayai bahawa hanya satu dari mereka yang dapat menuntut peranan "teori segalanya", lebih-lebih lagi, yang mempunyai tenaga rendah dan dipadatkan (iaitu ukuran panjang Planck.
Ternyata kita hanya memerhatikan Alam Semesta 4 dimensi kita tanpa 6 dimensi ini, yang kita tidak nampak) enam dimensi tambahan akan selaras dengan pemerhatian sebenar. Masih ada persoalan mengenai teori mana yang lebih tepat dan apa yang harus dilakukan dengan empat teori yang lain.
Intipati:
Sekiranya, dalam kes ini, ukuran dimensi padat ternyata mengikut urutan ukuran tali (10 hingga -33 darjah sentimeter), maka kerana kecilnya dimensi ini, kita tidak dapat melihatnya secara langsung. Pada akhirnya, kita akan mendapatkan ruang dimensi (3 + 1) kita, di mana ruang 6 dimensi kecil sesuai dengan setiap titik Alam Semesta 4 dimensi kita.
Penyelidikan menunjukkan bahawa pandangan naif ini salah. Pada pertengahan 1990-an, Edward Witten dan ahli fizik teori lain menemui bukti kuat bahawa kelima-lima teori superstring saling berkait rapat antara satu sama lain, menjadi kes terhad yang berbeza dari teori asas 11-dimensi tunggal. Teori ini dipanggil M-Teori.
Ketika Witten memberikan nama M-teori, dia tidak menentukan apa yang dimaksudkan oleh M, mungkin kerana dia tidak merasakan hak untuk menamakan teori yang tidak dapat dia gambarkan sepenuhnya. Anggapan tentang apa yang mungkin diperjuangkan oleh M telah menjadi permainan di kalangan ahli fizik teori. Ada yang mengatakan bahawa M bermaksud "Mistik", "Ajaib" atau "Ibu". Andaian yang lebih serius adalah "Matrix" dan "Membrane". Seseorang menyedari bahawa M boleh menjadi W terbalik - huruf pertama dari nama Witten (Witten). Yang lain mencadangkan bahawa M dalam teori M harus bererti Hilang atau bahkan Murky.
Perkembangan teori M-11 dimensi membolehkan ahli fizik melihat lebih jauh dari masa sebelum Big Bang berlaku.
Brane dalam ruang dimensi 10-11 bertabrakan dan membuat Big Bang di * permukaan * bran …
Teori diciptakan sesuai dengan yang alam semesta kita adalah akibat dari perlanggaran objek di alam semesta lain, yang, pada gilirannya, dapat dihitung banyaknya. Oleh itu, pendedahan satu soalan menyebabkan timbulnya lebih banyak soalan.
M-Teori diambil oleh para saintis sebagai teori segalanya. Artinya, teori ini sesuai untuk menjelaskan segala-galanya: bagaimana Alam Semesta dilahirkan, apa yang sebelum kelahiran Alam Semesta kita, menjawab persoalan tentang keberadaan masa sebelum kelahiran Alam Semesta (masa ada bahkan sebelum kelahiran Alam Semesta), mengungkapkan masa depan Alam Semesta.
Bahagian 3
Lubang tali:
Teori lubang hitam yang kini diterima umum, yang dikemukakan empat puluh tahun yang lalu oleh ahli fizik John Wheeler, mengatakan bahawa setelah bintang "terbakar", sisa-sisanya dikompresi dengan kekuatan sedemikian sehingga daya tarikan melebihi daya tolakan, dan sebagai hasilnya, satu keunikan tetap ada: titik di ruang di mana jirim berada dalam keadaan "ketumpatan tak terhingga". Keunikannya dikelilingi oleh apa yang disebut "cakrawala peristiwa", sempadan hipotesis yang tidak dapat mengatasi masalah dan tenaga di dalamnya. Mereka "ditarik" ke dalam lubang hitam dan kekal di dalamnya selama-lamanya.
Perwakilan lubang hitam.
"Selamanya" inilah yang menimbulkan persoalan.
Pada tahun 1975, ahli teori lubang hitam terbesar Stephen Hawking dari University of Cambridge menubuhkan (walaupun secara teorinya) bahawa lubang hitam perlahan-lahan tetapi tidak dapat menguap. Sesuai dengan undang-undang mekanik kuantum, pasangan zarah dan antipartikel "maya" sentiasa mendidih di tempat kosong. Hawking menunjukkan bahawa tenaga graviti lubang hitam dapat dipindahkan ke zarah "maya" di cakrawala peristiwa. Dalam kes ini, zarah "maya" menjadi nyata dan melampaui cakrawala bersama dengan tenaga positif dalam bentuk radiasi Hawking. Oleh itu, dari masa ke masa, lubang hitam menguap.
Suhu radiasi penjelajahan (sinaran berhampiran cakrawala peristiwa lubang hitam dengan spektrum terma):
Suhu radiasi lubang hitam
di mana pemalar Planck, c ialah kelajuan cahaya dalam vakum, k adalah pemalar Boltzmann, G adalah pemalar graviti, dan, akhirnya, M adalah jisim lubang hitam. Sebagai contoh, mudah untuk mengira bahawa lubang hitam dengan jisim 2 * 10 ^ 30 kg (jisim Matahari) akan mempunyai suhu radiasi sama dengan 6.135 * 10 ^ (- 8) Kelvin. Ini adalah suhu yang sangat rendah, bahkan jika dibandingkan dengan sinaran latar belakang Alam Semesta dengan suhu 2.7 Kelvin.
Tetapi suhu lubang hitam yang diketahui oleh ahli astronomi terlalu rendah untuk mengesan sinaran dari mereka - jisim lubang terlalu besar. Oleh itu, kesannya belum dapat disahkan oleh pemerhatian.
Walau bagaimanapun, pandangan ini membawa kepada "paradoks maklumat". Ternyata menurut teori relativiti, maklumat mengenai jirim jatuh ke dalam lubang hitam hilang, sementara mekanik kuantum mendakwa bahawa maklumat akhirnya dapat melarikan diri ke luar.
Hawking menyatakan bahawa sifat sinaran Hawking yang huru-hara bermaksud bahawa tenaga meletup, tetapi maklumat tidak. Namun, pada tahun 2004, dia berubah pikiran - dan ini adalah salah satu titik sains moden yang meninjau semua pandangannya mengenai lubang hitam.
Faktanya ialah sekarang para teori cuba "mencuba" pada lubang hitam (dan semua perbezaan teori yang berkaitan dengannya) teori rentetan. Teori tali kini merupakan percubaan terbaik untuk menggabungkan kerelatifan umum dan mekanik kuantum, kerana tali itu sendiri membawa daya graviti, dan getarannya secara rawak, seperti yang diramalkan oleh mekanik kuantum.
Pada tahun 1996, Andrew Strominger dan Kamran Wafa dari Universiti Harvard memutuskan untuk mendekati masalah paradoks maklumat dengan menentukan bagaimana lubang hitam mungkin dibina dari dalam.
Ternyata teori rentetan memungkinkan pembinaan struktur skala sangat padat dan kecil dari tali itu sendiri dan objek lain yang dijelaskan oleh teori tersebut, beberapa di antaranya mempunyai lebih dari tiga dimensi. Dan struktur ini berkelakuan seperti lubang hitam: tarikan graviti mereka tidak melepaskan cahaya.
Bilangan cara mengatur tali di dalam lubang hitam sangat banyak. Dan, yang sangat menarik, nilai ini sepenuhnya bertepatan dengan nilai entropi lubang hitam, yang dihitung oleh Hawking dan rakannya Bekenstein pada tahun tujuh puluhan.
Walau bagaimanapun, menentukan bilangan kombinasi rentetan kemungkinan tidak semuanya. Pada tahun 2004, pasukan Universiti Negeri Ohio, Samir Matura berangkat untuk menjelaskan kemungkinan susunan tali di dalam lubang hitam. Ternyata hampir selalu tali disambungkan sehingga membentuk tali tunggal - besar dan sangat fleksibel, tetapi jauh lebih besar daripada titik tunggal.
Kumpulan Matura mengira dimensi fizikal beberapa lubang hitam "tali" (yang mana ahli kumpulan lebih suka memanggil bola fuzz - "bola fluff", atau bintang bertali - "bintang tali"). Mereka terkejut apabila mengetahui bahawa ukuran formasi tali ini bertepatan dengan ukuran "cakrawala peristiwa" dalam teori tradisional.
Dalam hal ini, Mathur menyarankan agar yang disebut. "Cakrawala peristiwa" sebenarnya adalah "jisim rentetan berbuih", bukan batas yang digambarkan dengan ketat.
Dan bahawa lubang hitam sebenarnya tidak memusnahkan maklumat dengan alasan, sebagai contoh, bahawa tidak ada satu pun yang unik dalam lubang hitam. Jisim tali diagihkan ke seluruh jilid hingga ke cakerawala acara, dan maklumat dapat disimpan dalam rentetan dan dicantumkan pada radiasi Hawking yang keluar (dan oleh itu melampaui ambang acara).
Bagaimanapun, Wafa dan Mathur mengakui bahawa gambar ini sangat awal. Matura belum menguji bagaimana modelnya masuk ke dalam lubang hitam besar, atau memahami bagaimana lubang hitam berkembang.
Pilihan lain dicadangkan oleh Gary Horowitz dari University of California di Santa Barbara dan Juan Maldasena dari Princeton Institute for Advanced Study. Menurut penyelidik ini, keunikan di pusat lubang hitam masih ada, tetapi maklumat tidak masuk ke dalamnya: jirim masuk ke dalam singulariti, dan maklumat - melalui teleportasi kuantum - dicantumkan pada radiasi Hawking. Ramai ahli fizik mempertikaikan sudut pandang ini, menolak kemungkinan pertukaran maklumat secara seketika.
Lubang hitam yang melampau:
Kepelbagaian (Ruang Euclidean adalah contoh kepelbagaian yang paling sederhana. Contoh yang lebih kompleks adalah permukaan Bumi. Adalah mungkin untuk membuat peta mana-mana kawasan permukaan bumi, misalnya peta hemisfera, tetapi mustahil untuk membuat peta tunggal (tanpa rehat) seluruh permukaannya) di mana rentetan dapat bergerak disebut D-brane atau Dp-brane (ketika menggunakan notasi kedua, 'p' adalah bilangan bulat yang mencirikan bilangan dimensi spasial manifold). Contohnya ialah dua tali yang mempunyai satu atau kedua hujung yang dilekatkan pada D-brane 2-dimensi atau D2-brane:
D-brane boleh mempunyai sejumlah dimensi ruang dari -1 hingga jumlah dimensi ruang ruang masa kita. Perkataan 'brane' itu sendiri berasal dari kata 'membran', yang merupakan permukaan dua dimensi.
Mengapa saya menulis mengenainya di sini, tetapi di sini:
Branes memungkinkan untuk menerangkan beberapa lubang hitam khas dalam teori tali. (Penemuan ini dibuat oleh Andrew Strominger dan Kumrun Wafa pada tahun 1996, di atas.)
Hubungan antara bran dan lubang hitam tidak langsung tetapi menarik. Begini cara kerjanya: Anda mulakan dengan mematikan daya graviti (anda melakukan ini dengan menetapkan pemalar gandingan rentetan (nombor yang mewakili kebarangkalian tali pecah menjadi dua rentetan - salah satu daripada dua pemalar asas dalam teori rentetan. Yang pertama adalah "ketegangan" rentetan) pada sifar). Mungkin kelihatan aneh untuk menggambarkan lubang hitam, yang tidak lebih daripada graviti, namun, mari kita lihat apa yang berlaku seterusnya. Dengan graviti dimatikan, kita dapat melihat geometri di mana banyak bran melilit dimensi tambahan. Kami sekarang menggunakan fakta bahawa bran membawa cas elektrik dan magnetik. Ternyata ada had untuk berapa banyak cas yang dapat dimiliki brane, had ini berkaitan dengan jisim bran. Konfigurasi cas maksimum sangat spesifik dan disebut ekstrem. Ini merangkumi salah satu situasi di mana terdapat simetri tambahan yang memungkinkan pengiraan yang lebih tepat. Khususnya, situasi seperti ini dicirikan oleh kehadiran beberapa supersimetri berbeza yang menghubungkan fermion dan boson.
Terdapat juga jumlah maksimum muatan elektrik atau magnetik yang dapat dimiliki dan masih stabil oleh lubang hitam. Mereka disebut lubang hitam yang melampau dan telah dikaji oleh pakar dalam relativiti umum selama bertahun-tahun.
Walaupun daya graviti telah dimatikan, sistem brane ekstrem berkongsi beberapa sifat dengan lubang hitam yang melampau. Khususnya, sifat termodinamik kedua-dua sistem itu sama. Oleh itu, dengan mengkaji termodinamik bran ekstrem yang melilit dimensi tambahan, seseorang dapat menghasilkan semula sifat termodinamik lubang hitam yang melampau.
Salah satu masalah dalam fisika lubang hitam adalah penjelasan mengenai penemuan oleh Jacob Bekenstein dan Stephen Hawking bahawa lubang hitam mempunyai entropi dan suhu. Idea baru dari teori tali adalah (sekiranya terdapat lubang hitam ekstrem) yang dapat anda capai dalam meneroka sistem serupa brane ekstrem yang melilit dimensi tambahan. Sebenarnya, banyak sifat kedua-dua sistem itu sama. Kebetulan yang hampir luar biasa ini timbul kerana dalam kedua kes tersebut terdapat beberapa transformasi supersimetri yang berbeza yang menghubungkan fermion dan boson. Ternyata mereka membenarkan kita membina analogi matematik yang menarik yang menjadikan termodinamik * dua sistem menjadi serupa.
***
* Termodinamik lubang hitam (sifat):
- Daya graviti adalah sama di seluruh permukaan cakrawala peristiwa
- Kawasan cakrawala peristiwa lubang hitam tidak dapat berkurang seiring dengan waktu dalam proses klasik mana pun.
- Dalam sebarang proses bukan keseimbangan yang melibatkan lubang hitam (contohnya, ketika mereka bertembung), luas permukaannya meningkat.
