Harvardský fyzik Qumran Wafa je jedním z nejsilnějších zastánců teorie strun. Ale letos v létě se ostatní teoretici smyčců vychylovali na jeho nejnovější návrh, který by mohl diskreditovat jejich myšlenky na základě desetiletého předpokladu, že temná energie je konstantní (konstantní). Wafa práce naznačuje, že význam temné energie se mění. Fickle temná energie je důsledkem pokusu Wafa a jeho spolupracovníků aplikovat strunovou teorii na vesmír, jako je ten náš, kde vakuum prostoru samo o sobě má nějakou vlastní energii.
Pokud je jeho hypotéza (a teorie strun samotná) pravdivá, temná energie, bude tato záhadná látka, která představuje více než 70% celkové hmoty a energie vesmíru a která urychluje její expanzi, tou silou změny. Trvalá temná energie však již dlouho sloužila jako základ pro mnoho nápadů v strunové teorii - je tedy paradoxní, že právě temná temná energie může vést k úspěchu teorie.
Temná energie a teorie strun
„Poprvé jsme se mohli poučit z teorie strun, kterou lze měřit,“říká vědec Timm Wreiss z Ústavu teoretické fyziky na vídeňské vysoké škole technické v Rakousku. "Ale nevím, jestli se to skutečně stane, nebo ne."
Začněme od začátku: žijeme ve vesmíru, který podle všeho dodržuje pravidla. Na největších měřítcích se velké objekty řídí pravidly obecné relativity a vzájemně působí prostřednictvím gravitační síly. V nejmenším měřítku se subatomické částice řídí pravidly kvantové mechaniky a teorie kvantového pole, přičemž interagují prostřednictvím silových polí, která se projevují jako částice přenášející síly. Ale matematika se nesčítá, když se snažíte vysvětlit obecnou relativitu jako obrovské rozšíření teorie kvantového pole. Větší teorie, teorie strun, se pokouší spojit obecnou relativitu s kvantovou mechanikou a každá částice je v ní představována malou strunou, jejíž vibrace ve vícerozměrném prostoru kódují vlastnosti, které vědci pozorují.
Teorie však není zcela přesná. Spíše je to zastřešující matematický základ, rámec, ze kterého mohou vědci odvodit teorie o našem vesmíru, stejně jako obrovské množství dalších povolených vesmírů. Teoretici strun doufají, že náš vesmír je jednou z těchto možností. Jiní věří, že teorie strun se zásadně mýlí, ale nyní to není smysl.
Teorie strun musí vysvětlit vesmír jako ten náš ve všech aspektech, aby byl považován za správný. Náš vesmír se zjevně skládá ze 4% hmoty (látky, kterou vidíme), 25% tajemné temné hmoty a zbytek, jak ukazuje pozorování v roce 1988, padá na „temnou energii“. Teoretici strun pracovali za předpokladu, že síla temné energie se nemění a jejich teorie se vyvinuly. Wafa a jeho spoluautoři však v létě letošního léta navrhli, aby náš vesmír existoval podle pravidel teorie strun, musí mít temné energetické pole, jehož hodnota klesá.
Propagační video:
Pokud se změní hodnota temné energie, bude to důležité pro ty, jejichž teorie se spoléhají na předpoklad, že temná energie je konstantní. "Možná se musíme vrátit k základům," říká Wreiss. Změnilo by to také chápání vývoje vesmíru - v minulosti i v budoucnosti.
Wafaova hypotéza byla zpočátku docela silná a vedla k „ohromnému vzrušení“, říká Wreiss. Sloužilo jako výzva k akci pro smyčcové teoretiky, kteří cítili, že rámec je ohrožen. Někteří okamžitě řekli, že to bylo nesmysl - Stanfordská fyzika Eva Silverstein řekla Quantě, že předpoklad byl založen na jiných předpokladech a analýza byla „vysoce diskutabilní“. Jiní používají tento dokument jako příležitost k ověření, že jejich teorie mohou skutečně popsat vesmír, jako je ten náš.
Wreiss a jiní kritizovali práci Wafa a jeho skupiny a jejich názory byly zveřejněny ve Fyzickém přehledu D. Wreissova práce prokázala, že některé z údajných vlastností našeho vlastního vesmíru, zejména těch, které se vztahují k poli Higgsova bosonu, jsou v zásadě v rozporu s některými matematické předpoklady. Například původní předpoklad byl, že chování fyzického pole pohánějícího temnou energii je odvozeno od matematické funkce bez výšek a minimálních hodnot, linie na grafu bez vrcholů nebo minimálních hodnot. Vreiss zjistil, že přítomnost silového pole spojeného s Higgsovým bosonem vyžaduje vrchol v této funkci.
Ale Vreissova práce nevylučuje Wafa myšlenku - Wafa jednoduše zpřesnila předpoklad, aby byl lépe aplikován na vesmír, ve kterém žijeme. Existují další podobná díla a Wafa souhlasí s objasněním.
Zajímavé je, že brzy zjistíme, zda Wafa práce nabízí experimentálně testovanou předpověď teorie strun. To by byl první prokazatelný důsledek teorie strun. Některé experimenty mohly vyzkoušet, zda se temná energie mění v čase nebo zůstává konstantní, a může tak učinit v příštích několika letech.
Takže na obzoru se objevuje posun paradigmatu? "Většina vědců neříká, že tato hypotéza je pravdivá nebo nepravdivá," říká Wreiss. Sám Wafa věří, že se samozřejmě může mýlit, a to také hovoří o významu teorie strun. „Ale jestli má Wafa pravdu?“Říká Vreiss. "To by byla největší věc v teorii strun, která by vytvořila měřitelnou předpověď."
Ilya Khel