Harvardský fyzik Qumran Wafa je jedným z najsilnejších zástancov teórie strún. Tento rok v lete však jeho najnovší návrh vyrazil iní teoretici strun, ktoré by mohli diskreditovať ich myšlienky na základe desaťročného predpokladu, že temná energia je konštantná (konštantná). Z práce Wafa vyplýva, že význam temnej energie sa mení. Fickle temná energia je dôsledkom pokusu Wafa a jeho spolupracovníkov uplatniť teóriu strún na vesmír, ako je ten náš, kde vákuum vesmíru samo o sebe má určitú vlastnú energiu.
Ak je jeho hypotéza (a samotná teória strún) pravdivá, temná energia, táto záhadná látka, ktorá predstavuje viac ako 70% celkovej hmotnosti a energie vesmíru a ktorá urýchľuje jej expanziu, bude silou zmeny. Pretrvávajúca temná energia však už dlho slúžila ako základ mnohých myšlienok v strunovej teórii - je teda paradoxné, že práve temná energia môže viesť k úspechu teórie.
Teória temnej energie a strún
„Prvýkrát sme sa mohli naučiť niečo z teórie strún, ktorú je možné merať,“hovorí vedec Timm Wreiss z Inštitútu teoretickej fyziky na Viedenskej technickej univerzite v Rakúsku. „Ale neviem, či sa to skutočne stane alebo nie.“
Začnime od začiatku: žijeme vo vesmíre, ktorý podľa všetkého dodržiava pravidlá. Na najväčších mierkach sa veľké objekty riadia pravidlami všeobecnej relativity a vzájomne pôsobia prostredníctvom gravitačnej sily. V najmenšom meradle sa subatomické častice riadia pravidlami kvantovej mechaniky a teórie kvantového poľa a vzájomne pôsobia prostredníctvom silových polí, ktoré sa prejavujú ako častice prenášajúce sily. Matematika sa však nesčítava, keď sa snažíte vysvetliť všeobecnú relativitu ako obrovské rozšírenie teórie kvantového poľa. Väčšia teória, teória strún, sa snaží kombinovať všeobecnú relativitu s kvantovou mechanikou a každá častica je v nej zastúpená malým reťazcom, ktorého vibrácie vo viacrozmernom priestore kódujú vlastnosti, ktoré vedci pozorujú.
Teória však nie je úplne presná. Ide skôr o komplexný matematický základ, rámec, z ktorého môžu vedci odvodiť teórie o našom vesmíre, ako aj obrovské množstvo ďalších povolených vesmírov. Teoretici strún dúfajú, že náš vesmír je jednou z týchto možností. Iní sa domnievajú, že teória strún je zásadne nesprávna, ale to nie je zmysel.
Teórie strún musia vysvetliť vesmír, ako je ten náš, vo všetkých aspektoch, aby sa považoval za správny. Náš vesmír zrejme pozostáva zo 4% hmoty (látky, ktorú vidíme), 25% záhadnej temnej hmoty a zvyšok, ako ukazujú pozorovania z roku 1988, padá na „temnú energiu“. Strunoví teoretici pracovali za predpokladu, že sila temnej energie sa nemení a ich teórie sa vyvinuli. Wafa a jeho spoluautori však v lete v lete navrhli, že aby existoval podľa pravidiel strunovej teórie, náš vesmír musí mať temné energetické pole, ktorého hodnota klesá.
Propagačné video:
Ak sa zmení hodnota temnej energie, bude to dôležité pre tých, ktorých teórie vychádzajú z predpokladu, že temná energia je konštantná. "Možno sa musíme vrátiť k základom," hovorí Wreiss. Zmenilo by to aj chápanie vývoja vesmíru - v minulosti aj v budúcnosti.
Hypotéza Wafa bola spočiatku dosť silná a viedla k „obrovskému vzrušeniu“, hovorí Wreiss. Slúžilo ako výzva pre strunových teoretikov, ktorí sa domnievali, že rámec je ohrozený. Niektorí okamžite uviedli, že to nebolo nezmysel - Stanfordská fyzička Eva Silverstein pre Quantu povedala, že predpoklad bol založený na iných predpokladoch a analýza bola „veľmi otázna“. Iní používajú tento dokument ako príležitosť na overenie, či ich teórie môžu skutočne opísať vesmír, ako je ten náš.
Wreiss a iní kritizovali prácu Wafa a jeho skupiny a ich názory boli uverejnené v časti Fyzický prehľad. D. Wreissova práca preukázala, že niektoré z údajných vlastností nášho vlastného vesmíru, najmä tých, ktoré sa spájajú s Higgsovým bozónovým poľom, sú v podstate v rozpore matematické predpoklady. Napríklad pôvodný predpoklad bol, že správanie sa fyzického poľa, ktorým sa riadi temná energia, je odvodené z matematickej funkcie bez vysokých a minimálnych minimov, čiary v grafe bez vrcholov alebo minimálnych hodnôt. Vreiss zistil, že prítomnosť silového poľa spojeného s Higgsovým bozónom vyžaduje vrchol v tejto funkcii.
Vreissova práca však nevylučuje Wafin nápad - Wafa jednoducho spresnila predpoklad, aby sa lepšie aplikoval na vesmír, v ktorom žijeme. Existujú aj ďalšie podobné diela a Wafa súhlasí s objasnením.
Skutočne zaujímavé je, že čoskoro zistíme, či Wafa práca ponúka experimentálne testovanú predpoveď teórie strún. Toto by bol prvý preukázateľný dôsledok teórie strún. Niektoré experimenty mohli otestovať, či sa temná energia v priebehu času mení alebo zostáva konštantná, a môže tak urobiť v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov.
Takže sa na obzore objavuje posun paradigmy? „Väčšina vedcov nehovorí, že táto hypotéza je pravdivá alebo nepravdivá,“hovorí Wreiss. Sám Wafa verí, že sa samozrejme môže mýliť, a to tiež hovorí o dôležitosti teórie strún. „Ale ak má Wafa pravdu?“Hovorí Vreiss. „To by bolo najväčšou vecou teórie strún, ktorá by urobila merateľnú predpoveď.“
Ilja Khel