Na teoria das cordas , uma brana , ou p-brana , é um objeto estendido e dinâmico que possui energia na forma de tensão sobre o volume do seu universo , que é uma fonte de carga para certas interações da mesma forma que uma partícula carregada, como um elétron, por exemplo, é uma fonte para a interação eletromagnética . No jargão da brana, uma partícula carregada é chamada de 0-brana (0 dimensão espacial e 1 dimensão temporal).
As branas foram popularizadas por certos modelos cosmológicos chamados branaires nos quais o universo observável constituiria o volume interno de uma brana (uma 3-brana para ser preciso) vivendo em um espaço-tempo com dimensões adicionais .
Outro tipo de objeto estendido existe na teoria das cordas, também carregando uma tensão, mas que não é dinâmico (em outras palavras, sua forma não pode flutuar pela interação com os graus físicos de liberdade): é o plano oriente .
A palavra brana é na verdade uma aférese de membrana .
Uma “ p -brana” é um objeto estendido na teoria das cordas . O p representa o número de dimensões espaciais que o compõem e o número total de dimensões espaço-temporais de tal objeto é p + 1. Por exemplo, uma "1-brana" é uma brana com uma dimensão espacial e 1 dimensão temporal, é, portanto, a superfície do universo de um cordão. Uma "2-brana" é uma brana com duas dimensões espaciais e 3 no total, é esta que corresponde ao volume do universo descrito pelo objeto que é comumente referido como uma membrana (ou seja, uma superfície imersa em Espaço tridimensional). Uma "10-brana" abrange 11 dimensões no total (incluindo o tempo) e assim por diante.
De acordo com essa teoria, o universo estaria localizado em uma 3-brana (para simplificar, diremos simplesmente brana). Todas as galáxias que vemos e toda a luz que nos chega fazem parte desta brana e não podem sair dela, exceto a gravidade que, por sua vez, vê todas as dimensões do espaço-tempo total. Nossa brana, ou mais precisamente, o universo que constitui nossa brana, flutuaria pacificamente em um superuniverso feito de imensas dimensões adicionais. Isso significaria, portanto, que nosso universo faz parte de um todo maior.
O modelo de branar pode dar origem a modelos não convencionais relativos ao Big Bang . Nesse cenário, o Big Bang seria uma troca monumental de energia que ocorreria quando duas branas se tocassem. Um transmite uma quantidade fenomenal de energia e matéria em forma altamente condensada para o outro e o outro faz o mesmo. É essa troca de energia que seria a base do Big Bang de acordo com essa teoria.
Quando, na teoria das cordas, consideramos uma corda aberta, é possível forçar suas extremidades a se moverem em subespaços do espaço-alvo . A D-brane é um subespaço. Mostramos na teoria das cordas que, apesar de sua definição estática, as D-branas são objetos dinâmicos e flutuantes, cuja forma e posição podem mudar com o tempo. Em particular, eles interagem com os diferentes campos da teoria (gravitação, campo B ) e são mesmo as fontes para os campos de calibre de Ramond na teoria do tipo II. Quando consideramos a teoria efetiva de baixa energia, uma D-brana se torna uma p-brana, como as consideradas na cosmologia de branar (veja acima).