Jako kousek pěny na hřebeni oceánské vlny nemusí být náš pozorovatelný vesmír nic jiného než střípek sedící na okraji bubliny, která se neustále rozpíná do vyšší dimenze.
I když tato mysl omračující myšlenka může znít jako něco z fyzikova horečnatého snu, ve skutečnosti jde o nové úsilí o sladění matematiky teorie strun s realitou temné energie, tajemné, všeprostupující kosmické síly, která působí v opozici. ke gravitaci.
Teorie strun je pokusem sjednotit dva pilíře fyziky 20. století – kvantovou mechaniku a gravitaci – tím, že předpokládá, že všechny částice jsou jednorozměrné struny, jejichž vibrace určují vlastnosti, jako je hmotnost a náboj. Tato teorie byla popsána jako matematicky krásná a po dlouhou dobu byla jedním z předních uchazečů o to, co vědci nazývají teorií všeho, což znamená rámec pro vysvětlení veškeré fyziky, popularizovaný v knihách, jako je Elegantní vesmír Briana Greena (Norton, 1999).
Teoretici strun se však v poslední době ztratili v bludišti vlastních spekulací. Mnoho verzí teorie strun vyžaduje, aby se realita skládala z 10 nebo více dimenzí – ze tří prostorových a jedné z času, které běžně zažíváme, plus z mnoha dalších, které jsou srolovány do extrémně těsného bodu. Přesně to, jak jsou tyto další dimenze nakonfigurovány, určuje vlastnosti vesmíru, který vnímáme.
Na počátku 21. století si vědci uvědomili, že teorie strun umožňuje existenci až 10^500 (to je číslo 1 následované 500 nulami) jedinečných vesmírů, čímž vznikla multivesmírná krajina, ve které byl náš konkrétní vesmír jen malou podsekcí, jako je Live Věda dříve informovala. Ale rovnice teorie strun také většinou vytvořily hypotetické vesmíry postrádající temnou energii, kterou astronomové objevili v 90. letech a která v současnosti urychluje rozpínání kosmu.
Začátkem tohoto roku vědci zasadili teorii strun ránu tím, že navrhli, že ani jeden z téměř bezpočtu vesmírů, které popisuje, ve skutečnosti neobsahuje temnou energii, jak ji známe. "Je stále jasnější, že modely dosud navržené v teorii strun k popisu temné energie trpí matematickými problémy," Ulf Danielsson, spoluautor nového článku publikovaného 27. prosince v časopise Physical Review Letters a teoretický fyzik v Uppsale. Univerzita ve Švédsku, řekl Live Science.
Základní problém, řekl Danielsson, je ten, že rovnice řídící teorie strun říkají, že jakýkoli vesmír s naší verzí temné energie by se měl rychle rozpadnout a zmizet. "Naší myšlenkou je proměnit tento problém ve ctnost," řekl.
Spolu se svými kolegy zkonstruoval model, ve kterém proces způsobující rozpad těchto temnou energií prostoupených vesmírů ve skutečnosti pohání inflaci bublin vytvořených z mnoha dimenzí. Žijeme v hranicích jedné z těchto expandujících bublin a „temná energie je … indukována jemným způsobem prostřednictvím souhry mezi stěnami bublin, na kterých žijeme, a vyššími dimenzemi,“napsal Danielsson v příspěvku na blogu popisujícím novou teorii..
Velký třesk, kdy se zrodil náš vesmír, se pak podle Danielssona stává okamžikem, kdy se tato bublina začala rozpínat. Částice v našem vesmíru jsou jednoduše koncovými body strun rozprostírajících se do dalších dimenzí. Danielsson a jeho kolegové mají zájem ověřit, zda je jejich model kompatibilní s jinými známými aspekty fyziky. A tato hypotéza by mohla pomoci fyzikům učinit pozorovatelné předpovědi o raném vesmíru a černých dírách, řekl Danielsson.
Jiní výzkumníci to ale nekupují.
"Toto je matematická fikce, která nemá žádné experimentální důkazy," řekla Live Science Sabine Hossenfelder, fyzička z Frankfurtského institutu pro pokročilá studia v Německu.
Hossenfelder kritizoval většinu nejnovějších pontifikací v základní fyzice a loni vydal knihu s názvem Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray (Basic Books, 2018). "Strunní teoretici navrhují zdánlivě nekonečné množství matematických konstrukcí, které nemají žádný známý vztah k pozorování," řekla.
Ale Danielsson si nemyslí, že teorie strun bude navždy netestovatelná a že současné debaty, které ji obklopují, již poskytují určité kontroly této teorie. "Pokud se ukáže, že teorie strun nemůže poskytnout temnou energii takového druhu, jaký pozorujeme, pak teorie strun není jen testována, ale je prokázána, že je špatná," řekl.
