Tāpat kā nedaudz putu uz okeāna viļņa kociņa, mūsu novērojamais Visums var būt nekas vairāk kā šķemba, kas sēž burbuļa malā, kas pastāvīgi izplešas augstākā dimensijā.
Kaut arī šī prātojošā ideja varētu izklausīties kā kaut kas no fiziķa drudžaina sapņa, patiesībā tas ir jauns mēģinājums saskaņot stīgu teorijas matemātiku ar tumšās enerģijas realitāti - noslēpumaino, visu caurstrāvojošo kosmisko spēku, kas darbojas pretstatā. līdz smagumam.
Stīgu teorija ir mēģinājums apvienot divus 20. gadsimta fizikas pīlārus - kvantu mehāniku un smagumu -, apgalvojot, ka visas daļiņas ir viendimensionālas virknes, kuru vibrācijas nosaka tādas īpašības kā masa un lādiņš. Teorija ir aprakstīta kā matemātiski skaista, un ilgu laiku ir bijusi viena no vadošajām pretendentēm uz to, ko zinātnieki dēvē par visu teoriju, kas nozīmē sistēmu visas fizikas skaidrošanai, kuru popularizē grāmatas, piemēram, Braiena Grīna filma The Elegant Universe (Norton, 1999).
Bet stīgu teorētiķi pēdējā laikā ir pazuduši tikai savu spekulāciju dēļ. Daudzās stīgu teorijas versijās ir noteikts, ka realitātei jāsastāv no 10 vai vairāk dimensijām - tās ir trīs telpas un viena laika, kuru mēs parasti piedzīvojam, kā arī daudzas citas, kuras ir iesietas ārkārtīgi saspringtā punktā. Tas, kā šīs papildu dimensijas tiek konfigurētas, nosaka mūsu uztvertā Visuma īpašības.
2000. gadu sākumā pētnieki saprata, ka stīgu teorija ļāva eksistēt pat 10 ^ 500 (tas ir skaitlis 1, kam seko 500 nulles) unikālu Visumu, izveidojot multiversu ainavu, kurā mūsu konkrētais Visums bija tikai niecīga apakšiedaļa, kā Live Iepriekš ziņots par zinātni. Bet stīgu teorijas vienādojumi lielākoties arī radīja hipotētiskus Visumus, kuriem trūkst tumšas enerģijas, kurus astronomi atklāja 1990. gados un kuri šobrīd paātrina kosmosa paplašināšanos.
Šā gada sākumā pētnieki pievērsās stīgu teorijai, liekot domāt, ka nevienā no gandrīz neskaitāmajiem Visumiem, ko tas raksturo, faktiski nav tumšās enerģijas, kā mēs to zinām. "Arvien skaidrāks kļūst fakts, ka līdz šim stīgu teorijā piedāvātie modeļi, lai aprakstītu tumšo enerģiju, cieš no matemātiskām problēmām," Ulf Danielsson, žurnāla Physical Review Letters 27. decembrī publicētā darba līdzautors un Upsalas teorētiskais fiziķis Universitāte Zviedrijā, pastāstīja Live Science.
Pamatproblēma, sacīja Danielssons, ir tāda, ka vienādojumi, kas regulē stīgu teoriju, saka, ka jebkuram visumam, kurā atrodas mūsu versija par tumšo enerģiju, vajadzētu ātri noārdīties un izzust. "Mūsu ideja ir pārvērst šo problēmu par tikumu," viņš teica.
Kopā ar saviem kolēģiem viņš konstruēja modeli, kurā process, kas izraisa šo tumšās enerģijas caurstrāvoto Visumu sabrukšanu, faktiski veicina burbuļu piepūšanos no daudzām dimensijām. Mēs dzīvojam viena no šiem izplešanās burbuļiem robežās, un "tumšā enerģija tiek smalki ierosināta caur mijiedarbību starp burbuļa sienām, kurās mēs dzīvojam, un augstākajām dimensijām," Danielssons rakstīja bloga ierakstā, aprakstot jauno teoriju. .
Pēc Dansona teiktā, lielais sprādziens, kad piedzima mūsu kosmoss, kļūst par brīdi, kad šis burbulis sāka paplašināties. Daļiņas mūsu Visumā ir vienkārši virkņu gala punkti, kas sniedzas papildu dimensijās. Danielsons un viņa kolēģi ir ieinteresēti pārbaudīt, vai viņu modelis ir saderīgs ar citiem zināmajiem fizikas aspektiem. Un šī hipotēze varētu palīdzēt fiziķiem izdarīt novērojamas prognozes par agrīno Visumu un melnajiem caurumiem, sacīja Danielssons.
Bet citi pētnieki to nepērk.
"Šī ir matemātikas fantastika, kurai par labu nav nulles eksperimentālu pierādījumu," Live Science pastāstīja Sabīne Hossenfeldere, Vācijas Frankfurtes progresīvo studiju institūta fiziķe.
Hossenfelders ir kritizējis daudzus no jaunākajiem pontifikācijām pamata fizikā un pagājušajā gadā publicēja grāmatu Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray (Basic Books, 2018). "Stīgu teorētiķi piedāvā šķietami bezgalīgu daudzumu matemātisko konstrukciju, kurām nav zināmas saistības ar novērošanu," viņa sacīja.
Bet Danielssons neuzskata, ka stīgu teorija būs uz visiem laikiem neapstrīdama, un ka pašreizējās debates, kas ap to notiek, jau nodrošina zināmu teorijas pārbaudi. "Ja izrādās, ka stīgu teorija nevar dot tumšu enerģiju, kādu mēs novērojam, tad stīgu teorija tiek ne tikai pārbaudīta, bet arī pierādīta kļūda," viņš teica.
