Sicim Teorisi (String Theory)

Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi (büyük ölçeklerin kütleçekimi) ile Kuantum Mekaniğini (küçük ölçeklerin mikroskobik dünyası) matematiksel olarak birleştirmeyi amaçlar. Bu teoriye göre bir elektron veya kuark aslında farklı frekanslarda titreşen minik enerji sicimcikleridir (tıpkı bir keman telinin farklı notalar çıkarması gibi). Tutarlı olabilmesi için bildiğimiz 4 boyutun (3 uzay + 1 zaman) ötesinde 10 veya 11 boyuta ihtiyaç duyar; ek boyutların Calabi-Yau manifoldlarında mikroskobik olarak kıvrıldığı varsayılır.

Yirminci yüzyılın iki büyük kuramı olan Genel Görelilik (büyük ölçekli kütleçekimi) ile Kuantum Alan Teorisi (atom altı dünya ve üç temel kuvvet), Planck ölçeğinde (10⁻³⁵ metre) birleştirilmeye çalışıldığında denklemlerde giderilemeyen sonsuzluklar ortaya çıkar. Sicim Teorisi, temel parçacıkları sıfır boyutlu matematiksel noktalar olarak kabul etmek yerine, Planck uzunluğu mertebesinde titreşen bir boyutlu enerji sicimleri olarak modelleyerek bu sonsuzlukları ortadan kaldırır.

Keman tellerinin farklı notalar çıkarması gibi, sicimlerin farklı rezonans modları elektronları, kuarkları, fotonları ve en önemlisi kütleçekimini taşıyan kütlesiz spin-2 parçacığı olan 'graviton'u doğal olarak üretir. 1995 yılında Edward Witten, birbirinden farklı görünen beş süpersicim teorisinin aslında 11 boyutlu (10 uzay + 1 zaman) tek bir kapsayıcı kuram olan 'M-Teorisi'nin farklı sınır durumları olduğunu keşfetmiştir. Fazladan 6 veya 7 uzay boyutunun Calabi-Yau manifoldları şeklinde kendi üzerine çok küçük ölçeklerde kıvrıldığı (kompaktifikasyon) kabul edilir.