Hārvardas fiziķis Qumran Wafa ir viens no spēcīgākajiem stīgu teorijas atbalstītājiem. Bet šovasar citi stīgu teorētiķi aizkavējās pēc viņa jaunākā priekšlikuma, kas varētu diskreditēt viņu idejas, balstoties uz gadu desmitiem ilgo pieņēmumu, ka tumšā enerģija ir nemainīga (nemainīga). Wafa darbs nozīmē, ka tumšās enerģijas nozīme mainās. Sarauzītā tumšā enerģija ir Wafa un viņa līdzstrādnieku mēģinājuma piemērot stīgu teoriju visumam, piemēram, mūsu, sekas, kur pašam kosmosa vakuumam piemīt kāda raksturīga enerģija.
Ja viņa hipotēze (un pati stīgu teorija) ir patiesa, tumšā enerģija, šī noslēpumainā viela, kas veido vairāk nekā 70% no visa Visuma masas un enerģijas un kas paātrina tā paplašināšanos, būs pārmaiņu spēks. Bet noturīgā tumšā enerģija jau sen ir bijusi par pamatu daudzām idejām stīgu teorijā - tāpēc ir paradoksāli, ka tieši neizturīgā tumšā enerģija var novest pie teorijas panākumiem.
Tumšās enerģijas un stīgu teorija
“Pirmoreiz no stīgu teorijas mēs varētu iemācīties kaut ko, ko var izmērīt,” saka zinātnieks Timms Veriss no Vīnes Tehniskās universitātes Teorētiskās fizikas institūta Austrijā. "Bet es nezinu, vai tas tiešām notiks vai nē."
Sāksim no sākuma: mēs dzīvojam Visumā, kas, šķiet, seko noteikumiem. Lielākajos mērogos lielie objekti seko vispārējās relativitātes noteikumiem, savstarpēji mijiedarbojoties ar gravitācijas spēka palīdzību. Vismazākajā mērogā subatomiskās daļiņas ievēro kvantu mehānikas un kvantu lauka teorijas noteikumus, savstarpēji mijiedarbojoties caur spēka laukiem, kas izpaužas kā spēku pārnēsājošas daļiņas. Bet matemātika nesummējas, kad mēģināt izskaidrot vispārējo relativitāti kā milzīgu kvantu lauka teorijas paplašinājumu. Lielāka teorija, stīgu teorija, mēģina apvienot vispārējo relativitāti ar kvantu mehāniku, un tajā katru daļiņu attēlo sīka virkne, kuras vibrācijas daudzdimensionālā telpā kodē īpašības, kuras zinātnieki novēro.
Tomēr teorija nav pilnīgi precīza. Drīzāk tas ir visaptverošs matemātiskais pamats, ietvars, no kura zinātnieki var iegūt teorijas par mūsu Visumu, kā arī lielo skaitu citu atļauto Visumu. Stīgu teorētiķi cer, ka mūsu visums ir viena no šīm iespējām. Citi uzskata, ka stīgu teorija ir principiāli nepareiza, taču šobrīd tam nav jēgas.
Stīgu teorijām ir jāpaskaidro tāds visums kā mūsējais visos aspektos, lai to uzskatītu par pareizu. Acīmredzot mūsu Visums sastāv no 4% matērijas (vielas, kuru mēs redzam), 25% no noslēpumainas tumšās matērijas, bet pārējā daļa, kā liecina 1988. gada novērojumi, ietilpst "tumšajā enerģijā". Stīgu teorētiķi ir strādājuši, pieņemot, ka tumšās enerģijas spēks nemainās, un viņu teorijas ir attīstījušās. Bet Wafa un viņa līdzautori šīs vasaras rakstā ieteica, ka, lai eksistētu saskaņā ar stīgu teorijas noteikumiem, mūsu Visumam ir jābūt tumšam enerģijas laukam, kura vērtība samazinās.
Reklāmas video:
Ja mainās tumšās enerģijas vērtība, tas būs svarīgi tiem, kuru teorijas balstās uz pieņēmumu, ka tumšā enerģija ir nemainīga. "Varbūt mums ir jāatgriežas pie pamatiem," saka Wreiss. Tas mainītu arī izpratni par Visuma evolūciju - gan pagātnē, gan nākotnē.
Wafa hipotēze sākotnēji bija diezgan spēcīga un izraisīja "milzīgu satraukumu", saka Wreiss. Tas kalpoja kā aicinājums uz rīcību stīgu teorētiķiem, kuri uzskatīja, ka ietvars ir apdraudēts. Daži uzreiz teica, ka tās ir muļķības - Stenfordas fiziķe Eva Silversteina pastāstīja Quanta, ka pieņēmums ir balstīts uz citiem pieņēmumiem, un analīze bija "ļoti apšaubāma". Citi izmanto šo dokumentu kā iespēju pārbaudīt, vai viņu teorijas patiešām var aprakstīt tādu visumu kā mūsējais.
Wreiss un citi kritizēja Wafa un viņa grupas darbu, un viņu viedokļi tika publicēti žurnālā Physical Review. D. Wreiss darbs atklāja, ka dažas no mūsu pašu Visuma iespējamām īpašībām, it īpaši tās, kas saistītas ar Higsa bozona lauku, būtībā ir pretrunā ar dažām matemātiskie pieņēmumi. Piemēram, sākotnējais pieņēmums bija, ka tumšo enerģiju regulējošā fiziskā lauka uzvedība ir iegūta no matemātiskas funkcijas bez augstiem un zemiem punktiem, līnijas uz grafika bez virsotnēm vai kritumiem. Vreiss atklāja, ka spēka lauka klātbūtnei, kas saistīta ar Higsa bozonu, ir nepieciešams šīs funkcijas maksimums.
Bet Vreiss darbs neizslēdz Wafa ideju - Wafa vienkārši precizēja pieņēmumu, lai tas būtu labāk piemērots visumam, kurā mēs dzīvojam. Ir arī citi līdzīgi darbi, un Wafa piekrīt precizējumiem.
Patiešām interesanti ir tas, ka drīz mēs varam uzzināt, vai Wafa darbs piedāvā stīgu teorijas eksperimentāli pārbaudītu prognozi. Šīs būtu pirmās stīgu teorijas pierādāmās sekas. Daži eksperimenti varētu pārbaudīt, vai tumšā enerģija laika gaitā mainās vai paliek nemainīga, un dažos nākamajos gados tā var notikt.
Tātad, vai pie horizonta draud paradigmas maiņa? "Lielākā daļa zinātnieku neteiks, ka šī hipotēze ir patiesa vai nepatiesa," saka Wreiss. Pats Vafa uzskata, ka viņš, protams, var kļūdīties, un tas arī runā par stīgu teorijas nozīmi. “Bet ja Wafa ir taisnība?” Vreiss saka. "Tas būtu lielākais lieta stīgu teorijā, lai izdarītu izmērāmu prognozi."
Iļja Khel