I JRR Tolkiens Hobbit-trilogi smiddes en serie magiska ringar av guld som var och en innehöll otrolig kraft för den som bar den. För att hålla makterna balanserade fanns det en ring som styrde dem alla, mäktigare än de andra eftersom den förenade dem. M-teori är den förenande teorin om supersträngar som förklarade att flera supersträngsteorier faktiskt var olika sätt att se på samma teori. I den meningen är M-Theory ”den enda teorin som binder dem alla”, och gjorde det genom att avslöja en 11:e dimension till den vackert eleganta teorin om supersträngar.
Supersträngteorin hävdar att partiklar, som tidigare ansågs vara små bollar av energi, faktiskt är små vicklande strängar. Även om strängar är mindre än någon subatomär partikel vi kan upptäcka eller mäta, utgör de all materia i universum. Den unika vibrationen av strängar avgör vilken typ av partikel som skapas, var och en har olika vibrationssignatur.
Strängteorin är särskilt viktig eftersom den förenar kvantvärlden hos de oändligt små med den värld vi känner genom våra sinnen. Supersträngar förenar också alla fyra krafterna i universum: de starka och svaga kärnkrafterna, elektromagnetism och gravitation. Einstein ägnade hela sitt liv åt att söka en förenande fältteori, eller ”The Theory of Everything.” M-teori är den första matematiskt sunda teorin som gör detta.
Innan M-teorin ansåg supersträngteorin att det fanns tio dimensioner. De tre vi känner till och ytterligare sex dimensioner som bildar extremt små ”upprullade” punkter som finns överallt inom rum/tid. Strängarna för supersträngteorin finns inom dessa sexdimensionella former. Tid gjorde totalt tio dimensioner. Men snart uppstod flera motstridiga teorier som alla verkade bevisa strängteori. Detta var en gåta, för om teorin var korrekt borde det inte finnas motstridiga teorier, utan en definitiv teori. M-teori visade sig vara den enda teorin som förenade alla andra.
M-Theory föreslog en 11:e dimension som matematiskt befriade teorin från ytterligare anomalier. I denna 11:e dimension kan en sträng få tillräckligt med energi för att expandera oändligt till vad forskare kallar ett flytande membran. Enligt teorin existerar vårt universum på ett flytande membran, tillsammans med oändliga parallella universum på sina egna membran. Från denna grund fann man vidare att (matematiskt) gravitation kan ”läcka” in i vårt membran från ett annat närliggande membran, vilket står för dess relativt svaga kraft i jämförelse med de andra krafterna. M-teori och supersträngar lyckades där Standardmodellen inte lyckades, och förenade alla krafter i universum med en elegant teori.
Genom att introducera den 11:e dimensionen förenade M-Theory framgångsrikt de ”konkurrerande” teorierna om strängteorin. Forskare såg att de olika teorierna faktiskt var flera sätt att närma sig samma teori, besläktad med det gamla ordspråket om att de blinda männen rörde vid olika delar av en elefant och erbjuder till synes motstridiga observationer. M-teori gav också en annan avgörande aspekt av pusslet genom att den förklarade hur Big Bang kan ha inträffat, med två membran som kolliderar. Energin som produceras från en sådan kollision är matematisk förenlig med vad vi vet från befintlig vetenskap.
Eftersom strängteorin förutsäger fenomen som vi för närvarande inte kan mäta såsom små strängar, extra dimensioner och flera universum, förkastar vissa forskare det direkt. Andra tycker att teorins matematiska elegans bevisar i sig att den måste vara korrekt och förväntar sig att M-teori och supersträngar så småningom ska valideras.