Miért van szükség a húrelméletnek 10 vagy 11 téridő dimenzióra? A válasz technikai szinten közismert, de nehéz a földre hozni. Olyan emberek közgazdasági blogjait olvasva, akik politikai elméleti blogokat nézegetnek, belebotlottam egy kísérletbe, amely megpróbálja világossá tenni a kérdést — a CV gyakori kommentelője, Moshe Rozali írta a Scientific Americanben. Miután egy kicsit elmagyarázta a szuperszimmetriát, Moshe a következőket írja:
Egy útmutató ebben a törekvésben az a tétel, amelyet Steven Weinberg és Edward Witten fizikusok dolgoztak ki/állítottak fel, és amely bizonyítja, hogy a 2-nél nagyobb spinű részecskéket tartalmazó elméletek triviálisak. Ne feledjük, hogy minden egyes szuperszimmetria a spin felét változtatja meg. Ha azt akarjuk, hogy a spin -2 és 2 között legyen, akkor nem lehet nyolcnál több szuperszimmetriánk. Az így kapott elmélet tartalmaz egy -2-es spinű bozont, ami éppen szükséges a gravitációs erő közvetítéséhez, és ezáltal az összes fizikai kölcsönhatás egyesítéséhez egyetlen elméletben. Ez az elmélet – az úgynevezett N=8 szupergravitáció – a négy dimenzióban lehetséges maximálisan szimmetrikus elmélet, és az 1980-as évek óta intenzív kutatások tárgya. A szimmetria egy másik típusa akkor jelentkezik, amikor egy tárgy a térben való elforgatás ellenére is ugyanaz marad. Mivel az üres térben nincs preferált irány, a három dimenzióban történő forgások szimmetrikusak. Tegyük fel, hogy az univerzumnak van néhány extra dimenziója. Ez extra szimmetriákhoz vezetne, mert ebben a kiterjesztett térben többféleképpen lehetne elforgatni egy tárgyat, mint a mi háromdimenziós terünkben. Két tárgy, amelyek a mi nézőpontunkból a három látható dimenzióban különbözőnek tűnnek, valójában ugyanaz a tárgy lehet, csak különböző mértékben elforgatva a magasabb dimenziójú térben. Ezért ezeknek a látszólag különböző tárgyaknak minden tulajdonsága kapcsolatban lesz egymással; ismét az egyszerűség lenne a világunk összetettsége mögött. A szimmetria e két típusa nagyon különbözőnek tűnik, de a modern elméletek ugyanannak az éremnek a két oldalaként kezelik őket. A magasabb dimenziós térben történő elforgatások az egyik szuperszimmetriát egy másik szuperszimmetriává változtathatják. A szuperszimmetriák számának korlátja tehát korlátot szab az extra dimenziók számának. Kiderül, hogy a határ a négy dimenzió, a hossz, a szélesség, a magasság és az idő mellett 6 vagy 7 dimenzió, mindkét lehetőség pontosan nyolc szuperszimmetriát eredményez (az M-elmélet egy javaslat mindkét eset további egységesítésére). Bármilyen több dimenzió túl sok szuperszimmetriát és túl egyszerű elméleti struktúrát eredményezne ahhoz, hogy megmagyarázza a természeti világ komplexitását.
Ez emlékeztet Joe Polchinski (kissé szájbarágós, kissé komoly) érvelésére, miszerint a gravitáció kvantálására tett minden kísérletnek végül a húrelmélethez kell vezetnie. Joe szerint, valahányszor csak ülsz és próbálod kvantálni a gravitációt, végül rájössz, hogy a feladatodat megkönnyíti a szuperszimmetria, ami segít az eltérések kiiktatásában. Ha egyszer szuperszimmetriát adsz az elméletedhez, megpróbálsz minél többet hozzáadni, ami elvezet az N=8-hoz négy dimenzióban. Aztán rájössz, hogy ennek az elméletnek van egy természetes értelmezése, mint a maximális szuperszimmetria tizenegy dimenzióban való tömörítése. Fokozatosan rádöbbensz majd, hogy a 11 dimenziós szupergravitáció nemcsak mezőket, hanem kétdimenziós membránokat is tartalmaz. És akkor megkérdezed majd, hogy mi történik, ha ezek közül az egyik dimenziót egy körre tömöríted, és látni fogod, hogy a membránok szuperhúrokká válnak. Voila!