¿Cómo han llegado los físicos a 11 como el número de dimensiones potenciales en su modelo del universo?

El número de dimensiones conjeturadas se deriva de una mezcla de Supergravedad y la ecuación de Dirac. Sospechamos que hay otras dimensiones, pero que están enrolladas muy estrechamente y nos influyen al determinar aspectos de las leyes de la física en nuestro espacio 3D.

Si N = 8 Supersimetría es correcta, el universo debe tener 10 u 11 dimensiones. Sea D la dimensionalidad real del espacio-tiempo. Sea d la dimensionalidad aparente. (Sabemos d = 4, pero pensemos en general.) Entonces hay una buena relación entre D, d y N.

[matemáticas] N * d = 2 ^ {| D / 2 |} [/ matemáticas]

Se deduce del número de dimensiones de spinor requeridas por la ecuación de Dirac, que es [matemática] 2 ^ {| D / 2 |} [/ matemática]
El || s significa redondear hacia abajo al número entero más cercano. Entonces, al conectar d = 4 y N = 8 (que es el valor más alto que N puede tener) obtenemos D = 10 u 11. La teoría de cuerdas tiene D = 10, la teoría M tiene D = 11. Una dimensión está reservada para el tiempo, dejando espacio con 9 o 10 dimensiones. No vemos 6 de estas dimensiones adicionales porque, suponemos, están enrolladas según la teoría de Kaluza-Klein en un espacio Calabi-Yau de 6 dimensiones https://en.wikipedia.org/wiki/Ca….

El modelo de 11 dimensiones es M-Theory, que es un compuesto que une las 5 teorías anteriores en 1.

Aquí está la primera parte de una conferencia de Tom McCurdy, que proporcionó en el foro PhysicsForums como un recurso sobre el tema.

http://www.quantumninja.com/toe/

Él sabe mucho más sobre el tema que yo, incluida la historia del tema.

Aquí está la página de PhysicsForums en su totalidad:

¿Por qué exactamente 11 dimensiones?

Matemáticamente.

No hay intuición física, ni simplificación, ni razón discutible que todos podamos impartir.

Simplemente es el número que parece hacer que el modelo matemático que están usando “funcione”. Tal vez sea un buen modelo al final, tal vez no.