Proton ve nötronları oluşturan temel parçacıkların ve evrendeki tüm gerçekliğin esas bileşenlerinin Planck uzunluğunda (yaklaşık 10−35 mm ) ve belli frekanslarda titreşen tek boyutlu sicimler olduğunu öngören teoriye sicim teorisi denir.
Parçacık fiziğinde, kuantum mekaniği ile Einstein’in genel görelilik kuramını birleştiren bir teoridir. “Sicim” adı, klasik yaklaşımda “sıfır boyutlu noktalar” şeklinde tarif edilen atomaltı parçacıkların, aslında “bir boyutlu ve ipliksi varlıklar” olabileceği varsayımına dayanır. Teorinin bazı versiyonları sicimlerin 1 mm kadar bile olabileceğini ve deneysel olarak tespit edilebileceğini iddia eder.
Sicim Teorisi
Ne zaman ve nasıl bulunduğuna bakarsak: sicim teorisi 1970’lerde hadron ve diğer parçacıkların enerji davranışlarındaki uyuşmazlıktan yola çıkarak geliştirildi. Sicim teorisinin çözümlenmesinde kuantum fiziğinin tek başına yeterli olmadığı bunun yanında matematiksel bir teori olan pertürbasyon teorisinin de çözümlemelerde kullanıldığı görülür.
Sicim teorisini önemli kılan, çözümünün ardındaki kuantum gravitasyonunun çözümünü, genel görelilikle kuantum fiziğinin birleşmesini ve temel kuvvetlerin tek bir model altına alınmasını sağlayacak “her şeyin teorisi” ne ulaşılması beklentisidir.
M-kuramı nedir? (Membran-M)
Sicim teoremi son gelişmeler ışığında membran (ince zar) teoremi (M-Kuramı) olarak anılmaktadır. Parçacıkların sicim değil, bir membran gibi olduğu ve farklı boyutlarda büzüştüğü düşünülmektedir. Membran-M olarak da adlandırılmaktadır.
Membran teoremi (M-Kuramı)’ne göre membran parçacıkları farklı boyutlarda büzüşerek onuncu boyutu oluşturmaktadır (tenthdimension). Membran parçacıklarının farklı boyutlardaki her bir büzüşmesinden farklı evrenler oluşmaktadır ve onuncu boyut bu muhtemel evrenler ve bu evrenler arasındaki geçişleri de içermektedir. Onbirinci boyutu ise daha farklı membran parçacıklarının titreşimleriyle oluşan ve adına evren diyemeyeceğimiz “slackenuc“lar oluşturmaktadır. Slackenuc, bilmediğimiz muhtemel diğer evrenlere verilen bir isim değil, tamamen farklı membran parçacıklarının titreşimiyle oluşan, evren eşdeğerinde ve bazı öncü fizikçiler tarafından kabul edilen bir olgudur. Farklı membran parçacıklarının oluşturduğu “slackenuc”lar arasındaki geçişler de “anerk” adı verilen onikinci boyutu oluşturmaktadır ve anerkin muhtemel bütün olasılıkları barındırdığı düşünülmektedir. Anerk, bir anlamda, fizikçilerin tanrı kavramı için geliştirdikleri bir kuramdır.
M-kuramı 5 adet sicim kuramını (tip I, tip IIa, tip IIb, HO, HE) ve süperkütleçekimi kuramını birleştiren birleşik bir kuramdır. Birçok teorik fizikçi doğa’nın doğru temel açıklaması yönünde bir adım olduğuna inananlar (bunların arasında Stephen Hawking, Edward Witten, ve Juan Maldacena) vardır. Çünkü sicim teorisi kuantum alan teorisi ve genel görelilik için kombine bir açıklama sağlar, kuantum çekimin içinde aralarında genel bakış açısı ile aynı fikirde holografik prensip ve karadelik termodinamiği gibi kavramları kabul eder, ve çünkü iç tutarlılığı önemsiz olmayan birçok kontrolden geçti Hawking’e göre özel olarak, “M-teorisi tekbaşına evrenin tam bir teorisi için adaydır. “Diğer fizikçiler aralarında Richard Feynman, Roger Penrose, and Sheldon Lee Glashow, erişilebilir enerji ölçekleri’nde yeni deneysel tahminler sağlayan olmadığı için sicim teorisini eleştirdi. Her şeyin bir teori olarak bir başarısızlık olduğunu söyleyenler vardır.
Sicim Teorisi de şimdiye kadar alternatif teorilerin açıklamayı başaramadığı hiçbir şeyi henüz başarılı bir şekilde öngörememiştir. Ne tam olarak ispatlanabilmiş ne de çürütülmüş bir teoridir. Birçok fizikçi ispatlanabilir bir teori olmadığı için bu teoriyi benimsememektedir. Çünkü bahsedilen sicim membran parçacıkları ışığın en küçük dalga boyundan bile küçük olduğundan görüntülenmesi şimdilik olanaksızdır. Başka bir kanıt yolu da henüz bulunamamıştır.
Sicimlerin etkilerini gözlemleyebileceğimiz birçok deney tasarlanabilmesine rağmen, bu deneyler için gereken enerjiyi günümüz teknolojisiyle sağlanamadığı için uygulanamamıştır.
Gelecekteki imkanlar dahilinde gerçekleşmesi umulan, kara deliklerin gözlemlenebilmesi sonucunda bu teorinin öngörüleri test edilebilecek.