초끈 이론의 본질은 그것이 물질과 시공간의 본성을 -즉, 나무와 대리석의 본성을- 설명할 수 있다는 것이다.

1. 초끈 이론은 자연에는 어째서 그렇게 많은 입자들이 있는가 하는 따위의 입자에 대한 난감한 의문 들에 답을 제공한다.
우주에 존재하는 입자들은 그 자체가 근본적인 것이 아니다. 전자는 중성 미자와 마찬가지로 근본적인 입자가 아니다. 우리의 현미경이 그것들의 구조를 밝혀 낼 정도로 강력하지 못하기 때문에, 그것들은 근본적인 입자인 것처럼 보일 뿐이다.

초끈 이론에 의하면, 어떻게 해서든 점입자를 확대해서 본다면, 실제로는 작은 진동하는 끈을 보게 될 것이다. 사실 이 이론에 의하면, 물질은 이러한 진동하는 끈에 의해 창출되는 화음에 지나지 않는다.

바이올린을 위해 작곡될 수 있는 화음이 무한히 많은 것처럼, 진동하는 끈으로부터 형성되는 물질의 형태도 무한히 많다. 이것이 자연에 그렇게 많은 입자가 있는 이유를 설명한다.

2. 초끈 이론은 입자의 성질뿐만 아니라 시공간 그 자체의 성질도 설명한다.

하나의 끈이 시공간 안에서 움직이면, 그것은 복잡한 운동의 조합을 나타낸다. 다시 이 초끈은 더 작은 끈으로 갈라지거나 혹은 다른 끈과 충돌해서 더 긴 끈이 된다. 요점은 이 모든 양자 보정과 고리 도형은 유한한 동시에 계산 가능한 결과를 준다는 것이다. 이것이 바로 물리 역사상 유한한 양자 보정을 갖는 최초의 중력양자 이론이다.

이러한 복잡한 운동을 실행 하기 위해 초끈은 자기모순이 없는 많은 조건들의 집합을 만족 해야 한다. 이러한 자기모순 없는 조건들은 너무나 엄격해서 시공간에 지극히 제한된 조건들을 부과한다. 다시 말해, 초끈은 점입자처럼 임의의 시공간을 자기모순 없이 마음대로 움직일수가 없다. 예를 들면, 그것들은 초끈이 3 차원이나 4차원에서 움직이는 것을 금지한다. 우리는 이러한 자기 모순 없는 조건들이 초끈으로 하여금 특정한 수의 차원에서만 움직이도록 강요한다는 것을 알게 될 것이다. 사실, 초끈 이론에 의해서 허용되는 이러한 마법의 수는 10 차원과 26 차원이다. 다행스럽게도 이러한 차원에서 정의되는 초끈 이론은 모든 기본힘을 통일할 수 있는 충분한 방을 제공한다. 따라서 우리는 진동하는 끈의 단순한 이론으로부터 시작해서 아인슈타인의 이론, 칼루자-클라인 이론, 초중력 이론, 표준 모형, 그리고 GUT 이론까지도 끄집어낼수 있다.

초끈이론의 근본적인 문제점

1. 이 이론의 실험적 검증이 현재의 기술로는 불가능하다.
2. 초끈 이론에 의해 창조될 수 있는 수백만 개의 가능한 우주들 중 어떤 것이 과연 올바른 것인지 알수 없다.

초끈이론에 기초한 우주의 진화

시간의 출발점에서, 우주는 완벽한 대칭이었다. 만약 누군가가 그 시간에 있었더라면, 아무런 문제 없이 10 차원의 어느 곳이든 자유롭게 지나 갈수 있을 것이다. 그 시간에는 중력, 약력, 강력, 그리고 전자기력은 초끈에 의해 하나로 합쳐져 있었다. 모든 물질과 힘들은 동일한 끈 다중성의 일부였다. 그러나 이 대칭은 오래 지속될 수 없었다. 10 차원 우주는 완벽한 대칭 이지만 불안정한 가짜 진공 상태 이어서 낮은 에너지로의 전이가 불가피했고, 이 과정에서 상전이가 발생하고 대칭은 사라지게 된다. 우주가 4차원과 6차원으로 갈라질 때 6 차원이 둘둘 말렸는데, 이때 말리는 방법이 수백만 가지나 된다.
10-43 초: 10차원 우주는 4 차원과 6 차원 우주로 갈라진다. 6차원 우주는 10-32 센티미터 크기로 붕괴 된다. 4차원 우주는 급격히 팽창한다. 그 온도는 1032K이다.
10-35 초 : GUT 힘이 나누어져, 강한 핵력은 더 이상 약전자기 상호작용과 통합되어 있지 않 다. GUT 대칭으로부터 SU(3) 대칭이 깨어져 나온다. 더 큰 우주 안에 작은 반점이 1050 까지 팽창하여 결국은 우리의 가시 우주가 된다.
10-9 초: 이제 온도는 1015 K 가 되고, 그리고 약전자기 대칭은 SU(2)와 U(1) 대칭으로 깨어진다.
10-3 초: 퀴크들이 중성자와 양성자로 집합하기 시작한다. 온도는 대충 1014 K 가된다.
3 분: 중성자와 양성자들은 이제 안정한 원자핵으로 집합된다. 불규칙 충돌의 에너지는 더 이상 강력하지 못하여 나타난 핵종들의 원자핵을 깰 수가 없다. 이온들은 빛을 잘 통과 시키지 못 하기 때문에, 공간은 여전히 불투명한 상태이다.
300000 년: 전자들이 원자핵 주위로 모이기 시작해, 원자가 형성되기 시작한다. 빛은 덩 이 상 많이 흡수되거나 산란되지 않기 때문에, 우주는 빛에 대해 투명해진다. 외부 우주는 암흑 이 된다.
30억년: 최초의 퀘이사 (quasar) 가 나타난다.
50억년: 최초의 은하계가 나타난다.
100억 - 150억년: 태양계가 태어난다. 그후 수십 억년이 지나, 최초의 생명체가 지구상에 발 생한다.

출처: 나의 천문 자료실 http: //www.astro1s.ce.ro/