소립자에는 4가지 힘이 작용하고 있다.

물질을 잘게 나누어  최소 단위를 탐구하는 것이 입자물리이다. 소립자에는 4가지 힘이 작용하고 있다. 전자기힘 강한힘 약한힘 세 줄은 비슷하여 표준모형(표준모델)에서 통일적으로 설명할수 있다. 미시적인 세계를 보는 현미경인 '가속기'를 사용한 실험적인 검증도 이루어지고 있으며 완전히 알고 있는 상태로 되어있다.

하지만 네 번째 "중력"은 세 가지 힘과 달리 마이크로가 될 만큼 힘의 크기가 무한대가 되어 버린다. 전통적인 방법이 반드시 위력을 발휘한다. 매우 큰 문제이다. 하나 해결하는 방법이있다. 입자는 크기를 제로로 생각하는 에너지도 무한대가되어 버린다. 그래서 어떤 물건도 유한 크기가 있다고 가정한다. 이것이 "끈 이론"에서 2008년에 처음 고안했다.

끈 이론은 물질의 최소 단위를 '입자'가 아니라 1차원 적으로  "끈"고 생각한다. 끈의 길이는 매우 짧고, 가속기등 우리가 알고있는 실험에서는 보이지 않는다. 크기는 유한하기 때문에 마이크로가 될 정도로 힘의 크기가 무한대가 되는 것은 아니다. 끈은 열린 끈과 닫힌 끈 2 종류가있다. 모두 소재는 함께에서 열린 끈으로 "전자기 힘」 「강한 힘」 「약한 힘"닫힌 끈으로 "중력"을 나타낼 수있다.

끈만으로 모든 힘을 나타낼 끈 이론은 네 힘을 통일 할 수있는 매력적인 이론이지만, 약 20 년 전에 올바른 여부가 큰 문제였다. 끈 이론을 사용하지 않는다고 설명 할 수없는 물리적 현상이 있으면 좋지만, 큰 혁신을 가져온 것이 블랙홀이다.

블랙홀은 매우 무거운 천체로 중력이 너무 강하기 때문에 빛도 밖으로 나올 수 없다. 따라서 블랙홀에 떨어진 물체를 외부에서 관측 할 수 없다. 떨어진 물체의 색, 모양, 개수등의 정보는 어디가 버리는 것인가가 근본적인 문제가 된다.

물리학에서는 보이지 않는 정보의 양을 '엔트로피'라고 부른다. 영국인 호킹 박사는 블랙홀의 엔트로피를 도출 공식을 발견했다. 이에 따르면 엔트로피는 블랙홀의 체적이 아니라 면적에 비례한다. 즉 블랙홀의 모든 정보는 표면에 축적되는 것이다. 이와 같이, 3차원 정보를 2차원으로 축적되는 현상을 '홀로그래피」라고한다.

한편, 블랙홀도 열역학 법칙이 성립한다. 블랙홀은 사실 온도가 조금씩 빛을 방출하고있다. 점점 사그러 마지막으로 없어져 버리는 것이다. 그렇게되면 안에있는 정보는 어디가서 버리는 것인가. 이를 '블랙홀 정보 손실의 역설」라고한다.

블랙홀 속에서 무슨 일이 일어나고 있는 것인가. 끈 이론의 힘을 빌려 볼 수있다. 블랙홀이 열린 끈이 응축한 "D 브레인 '라고 불리는 것으로 되어 있다고 생각하면 블랙홀의 엔트로피 공식을 설명 할 수있는 1995년에 발견되었다. 다양한 중력 이론이 있지만 이를 설명할 수있는 것은 끈 이론 뿐이다. 따라서 끈 이론의 신뢰성이 매우 증가했다.

여기에서 발전한 것이 끈 이론의 홀로그래피 원리이다. 3차원 중력 이론을 2차원의 D브레인의 물리적 현상을 대체할 수 있다는 것이다. "블랙홀의 정보 손실의 역설 '에 이야기를 되 돌리면 그런 일은 일어나지 않는다는 대답이다. 홀로그래피 원리에 의해 블랙홀의 물리적 보통 물질의 열역학과 같게된다. 블랙홀이 증발하는 물이 증발하여 수증기가 되는 것과 같은 정보가 사라지거나하지 않는다. 제대로 잘게 상세을 따라 가면 정보가 사라지는 것은 아니라고 생각된다.

홀로그래피 원리를 물질의 이해에 응용하는 흥미로운 시도도 이루어지고있다. "힘 결합」 고온 초전도체 점성등 상호 작용이 강하고, 수치 적으로 보통의 방법으로는 계산할 수없는 분야에서 끈 이론이 응용되고있다. 우리도 상호 작용이 강한 금속은 비열에 제한이 있음을 끈 이론에서 발견했다.

홀로그래피 원리는 "양자 녹채(양자 얽혀) '라는 개념이 중요 해지고있다. 미시적인 세계에서 두 상반되는 상태가 반반의 확률로 섞여있다. 이것을 양자 녹채라고 그 힘은 홀로그래피 원리에서 도출. 이 아이디어를 발전 시키면 시공의 최소 단위는 양자 녹채에서 그것이 충만 큰 우주가 있다고 예상된다.

끈 이론은 중력을 포함한 모든 힘을 설명하는 이론에서 미시 이론의 구축, 물리학의 궁극적 인 법칙을 밝히고 자하는 목표가있다. 우주의 미세한 구조에 대해 매우 흥미로운 팁을 제공하고있다.

끈 이론이 궁극적으로 해결하지 않으면 안되는 가장 중요한 문제는 우리의 우주가 어떻게 생겼는지 것이다. 아직 암중 모색 상태이지만, 여러가지 팁이 나오고, 홀로그래피 원리가 매우 중요 해지고있다. 홀로그래피 원리를 사용하면 중력이없는 것으로 대체 할 수 있기 때문에 우리가 알고있는 물질의 법칙으로 해명할 수 있을지도 모른다.