Kakor košček pene na grebenu oceanskega vala, tudi naše opazovano vesolje ni nič drugega kot drsnik, ki sedi znotraj roba mehurčka, ki se nenehno širi v višjo dimenzijo.
Medtem ko bi ta miselna ideja morda zvenela kot nekaj iz sanj fizikinega vročine, je v resnici novo prizadevanje za uskladitev matematike teorije strun z realnostjo temne energije, skrivnostne, vseobsegajoče kozmične sile, ki deluje v nasprotju do gravitacije.
Teorija strun je poskus združitve dveh stebrov fizike 20. stoletja - kvantne mehanike in gravitacije - s tem, da so vsi delci enodimenzionalni nizi, katerih vibracije določajo lastnosti, kot sta masa in naboj. Teorijo opisujejo kot matematično lepo in je dolgo časa bil eden vodilnih kandidatov za tisto, kar znanstveniki imenujejo Teorija vsega, kar pomeni okvir za razlago vse fizike, popularizirano v knjigah, kot je Elegantno vesolje Briana Greena (Norton, 1999).
Toda teoretiki godb so se v zadnjem času izgubili v naboru lastnih ugibanj. Številne različice teorije strun zahtevajo, da resničnost sestoji iz 10 ali več razsežnosti - treh prostora in časa, ki ga običajno doživimo, ter številnih drugih, ki so zviti v izjemno tesno točko. Točno, kako so te dodatne dimenzije konfigurirane, določa značilnosti vesolja, ki ga zaznavamo.
V zgodnjih 2000-ih letih so raziskovalci spoznali, da teorija strun omogoča, da obstaja kar 10 ^ 500 (to je številka 1, ki ji sledi 500 ničel) edinstvenih vesoljev, kar ustvarja multiverzalno pokrajino, v kateri je bilo naše določeno vesolje le majhen pododdelek, kot Live Znanost je že poročala. Toda enačbe teorije strun so večinoma proizvajale hipotetične vesolje, ki jim primanjkuje temne energije, kar so astronomi odkrili v 90. letih prejšnjega stoletja in ki trenutno pospešujejo širitev kozmosa.
V začetku tega leta so raziskovalci nanesli udarec teoriji strun s tem, da so predlagali, da noben od skoraj neštetih univerzumov, ki jih opisuje, dejansko ne vsebuje temne energije, kot jo poznamo. "Vedno bolj je jasno, da doslej predlagani modeli v teoriji strun za opisovanje temne energije trpijo zaradi matematičnih težav," Ulf Danielsson, soavtor novega prispevka, objavljenega 27. decembra v reviji Physical Review Letters in teoretični fizik v Uppsali Univerza na Švedskem, je povedala Live Science.
Osnovna težava, je dejal Danielsson, je, da enačbe, ki urejajo teorijo strun, pravijo, da bi moralo vsako vesolje z našo različico temne energije v njem hitro razpadati in izginiti. "Naša ideja je, da ta problem spremenimo v vrlino," je dejal.
Skupaj s kolegi je konstruiral model, v katerem proces, ki povzroča razpadanje vesolj, ki so prežeta s temno energijo, dejansko poganja inflacijo mehurčkov iz številnih razsežnosti. Živimo znotraj meje enega od teh razširjajočih se mehurčkov in "temna energija je ... povzročena na subtilen način s prepletanjem med stenami mehurčkov, na katerih živimo, in višjimi dimenzijami," je Danielsson zapisal v objavi na blogu, v kateri je opisal novo teorijo .
Danielsson, ko se je rodil naš kozmos, postane pravi trenutek, ko se je ta mehurček začel širiti. Delci v našem vesolju so preprosto končne točke strun, ki segajo v dodatne dimenzije. Danielsson in njegovi sodelavci so zainteresirani za preverjanje, ali je njihov model združljiv z drugimi znanimi vidiki fizike. Da bi lahko hipoteza pomagala fizikom pri opazovanju napovedi o zgodnjem vesolju in črnih luknjah, je dejal Danielsson.
Toda drugi raziskovalci tega ne kupujejo.
"To je matematična fikcija, ki za to govori nič eksperimentalnih dokazov," je za Live Science povedala Sabine Hossenfelder, fizikinja iz Frankfurtskega inštituta za napredne študije v Nemčiji.
Hossenfelder je bil kritičen do večine zadnjega pontifikovanja v osnovni fiziki in je lani objavil knjigo z naslovom Izgubljeni v matematiki: Kako lepota vodi fiziko v odtujitev (Basic Books, 2018). "String teoretiki predlagajo na videz neskončno količino matematičnih konstrukcij, ki nimajo znanega odnosa do opazovanja," je dejala.
Toda Danielsson ne misli, da bo teorija strun za vedno neuničljiva in da trenutne razprave, ki jo obdajajo, že zagotavljajo nekaj preverjanja teorije. "Če se izkaže, da teorija strun ne more prinesti temne energije takšne, kot jo opazujemo, potem teorija strun ni le preizkušena, ampak je dokazano napačna," je dejal.
