Stīgu Teorija Var Radīt Daudz Mazāk Universu, Nekā Domāju

{h1}

Daži fiziķi apgalvo, ka virkņu teorijā populārā visumu ainava neeksistē.

Stīgu teorijas problēma, pēc dažu fiziķu domām, ir tā, ka tā veido pārāk daudz Visumu. Tas prognozē nevis vienu, bet kādus 10500kosmosa laika versijas, katrai no tām ir savi fizikas likumi. Bet, kad uz galda ir tik daudz Visumu, kā teorija var izskaidrot, kāpēc mūsējiem ir tās īpašības?

Tagad daži teorētiķi ierosina lielāko daļu - ja pat ne visus - no šiem Visumiem faktiski aizliegt, vismaz, ja mēs vēlamies, lai viņiem būtu stabila tumšā enerģija, domājams spēks, kas paātrina kosmosa paplašināšanos. Dažiem tik daudzu iespējamo Visumu izslēgšana nav trūkums, bet gan nozīmīgs solis stīgu teorijas virzienā, piedāvājot jaunas cerības uz pārbaudāmu prognožu izdarīšanu. Bet citi saka, ka multiverse ir šeit, lai paliktu, un ierosinātā problēma ar visiem šiem universiem nemaz nav problēma.

Debates bija karsts temats jūnija beigās Japānā, kur stīgu teorētiķi sasauca konferenci “Stīgas 2018.”. “Tas tiešām ir kaut kas jauns, un tas ir izraisījis domstarpības šajā jomā,” saka Upsalas universitātes fiziķis Ulfs Danielssons. Zviedrijā. Saruna koncentrējas uz pāris dokumentiem, kas pagājušajā mēnesī tika ievietoti pirmsdrukas serverī arXiv, un kuru mērķis bija stīgu teorijas tā sauktā "ainava" - nesaprotams potenciālo Visumu skaits, kas izriet no virknes virkņu virkņu teorijas vienādojumu, kas rada mūsu pašu kosmosa sastāvdaļas, ieskaitot tumšo enerģiju. Bet lielākais vairums līdz šim atrasto risinājumu ir matemātiski pretrunīgi, apgalvo dokumenti, liekot tos nevis ainavā, bet tā sauktajā Visumu purvā, kas faktiski nevar pastāvēt. Zinātnieki ir zinājuši, ka daudziem risinājumiem šajā purvājzemē ir jākrīt gadiem ilgi, taču ideja, ka tur varētu dzīvot vairums vai varbūt visi ainavu risinājumi, būtu nopietnas izmaiņas. Faktiski teorētiski var būt neiespējami atrast derīgu risinājumu stīgu teorijai, kas ietver stabilu tumšo enerģiju, saka Humarda universitātes fiziķis Cumrun Vafa, kurš vadīja darbu pie diviem dokumentiem.

Pazuduši Multiverse

Stīgu teorija ir mēģinājums aprakstīt visu Visumu zem vienas “visa teorijas”, pievienojot kosmosa laika papildu dimensijas un domājot daļiņas kā sīkas vibrējošas cilpas. Daudzi stīgu teorētiķi apgalvo, ka tas joprojām ir daudzsološākais virziens, lai sasniegtu Alberta Einšteina sapni apvienot savu vispārējo relativitātes teoriju ar pretrunīgi vērtēto kvantu mehānikas mikroskopisko pasauli. Tomēr ideja par virkņu teorijas ainavu, kas pareģo ne tikai vienu Visumu, bet arī daudzus, ir atlaidusi dažus fiziķus. "Ja tā patiešām ir ainava, manuprāt, tā ir nāve teorijai, jo tā zaudē visu paredzamo vērtību," saka Prinstonas universitātes fiziķis Pols Šteinharts, kurš sadarbojās ar vienu no nesenajiem rakstiem. "Burtiski jebkas ir iespējams." Šteinhardam un citiem, jaunatklātās problēmas ar tumšo enerģiju piedāvā stīgu teorijai izeju. "Šis attēls ar lielu multiverse varētu būt matemātiski nepareizs," saka Danielssons. "Paradoksāli, ka tas padara lietas daudz interesantākas, jo tas nozīmē, ka stīgu teorija ir daudz paredzamāka, nekā mēs domājām.

Daži stīgu teorētiķi, piemēram, Savdeep Sethi no Čikāgas universitātes, atzinīgi vērtē pārvērtēšanu, kas notiek tagad. "Es domāju, ka tas ir aizraujoši," viņš saka. "Es ilgu laiku esmu bijis ainavas skeptiķis. Esmu patiesi priecīgs redzēt paradigmas novirzīšanos no šīs pārliecības, ka mums ir šis pārbaudītais risinājumu kopums." Bet ne visi pērk argumentu, ka ainava patiesībā pieder purviem, īpaši pētnieku grupa, kas 2003. gadā izveidoja vienu no agrākajām ainavas versijām, kas pēc zinātnieku uzvārdiem saīsināts ar nosaukumu KKLT. "Es domāju, ka ir ļoti veselīgi veikt šos minējumus un pārbaudīt, kādas citas lietas varētu notikt, bet es neredzu ne teorētiskus, ne eksperimentālus iemeslus, lai ļoti nopietni uztvertu šādus minējumus," saka KKLT loceklis Šmits Kačru no Stenfordas universitātes. Eva Silversteina, Stenfordas fiziķe, kura arī palīdzēja veidot agrīnos ainavu modeļus, tāpat šaubās par Vafa un viņa kolēģu argumentiem. "Es domāju, ka sastāvdaļas, ko KKLT lieto, un veids, kā tās saliktas, ir pilnīgi derīgas," viņa saka. Huans Maldacena, Papildu studiju institūta teorētiķis, saka, ka viņš joprojām atbalsta ideju par stīgu teorijas universiem ar stabilu tumšo enerģiju.

Daudzi teorētiķi ir pilnīgi apmierināti ar stīgu teorijas daudzveidīgo versiju. "Ir taisnība, ka, ja šī ainavas aina ir pareiza, tad tas Visuma mazliet, ar kuru mēs esam, salīdzinot ar daudzdaļīgo, būs tāds kā mūsu Saules sistēma Visumā," saka Kachru. Un tā ir laba lieta, viņš piebilst. Johanness Keplers sākotnēji meklēja būtisku iemeslu, kāpēc Zeme atrodas attālumā, ko tā dara no saules. Bet tagad mēs zinām, ka saule ir tikai viena no miljardiem zvaigžņu galaktikā, kurai katrai ir savas planētas, un attālums starp Zemi un Sauli ir vienkārši nejaušs skaitlis, nevis kāda dziļa matemātiska principa rezultāts. Tāpat, ja Visums ir viens no triljoniem multiverse, mūsu kosmosa īpašie parametri ir līdzīgi nejauši. Fakts, ka šie skaitļi, šķiet, ir precīzi noregulēti, lai izveidotu apdzīvojamu Visumu, ir atlases efekts - cilvēki, protams, atradīsies vienā no retajiem multiverse stūriem, kur viņiem ir iespējams attīstīties.

Paātrinošais Visums

Ja tā ir taisnība, stīgu teorija nevar uzņemt stabilu tumšo enerģiju, tas var būt iemesls šaubām par stīgu teoriju. Bet Vafai tas ir iemesls šaubīties par tumšo enerģiju, tas ir, tumšo enerģiju tās vispopulārākajā formā, ko sauc par kosmoloģisko konstanti. Ideja radās 1917. gadā kopā ar Einšteinu un tika atdzīvināta 1998. gadā, kad astronomi atklāja, ka paplašinās ne tikai kosmosa laiks, bet arī šīs izplešanās temps. Kosmoloģiskā konstante būtu enerģijas veids kosmosa vakuumā, kas nekad nemainās un neitralizē gravitācijas vilkmi uz iekšu. Bet tas nav vienīgais iespējamais izskaidrojums paātrinātajam Visumam. Alternatīva ir "kvintesence", lauks, kas caurstrāvo kosmosa laiku un var attīstīties. "Neatkarīgi no tā, vai stīgu teorijā var realizēt stabilu tumšo enerģiju vai nē, izrādās, ka ideja par to, ka tumšā enerģija laika gaitā mainās, stīgu teorijā patiesībā ir dabiskāka," saka Vafa. "Ja tas tā ir, tad šo tumšās enerģijas slīdēšanu var izmērīt ar astrofiziskiem novērojumiem, kas pašlaik notiek."

Pagaidām visi astrofiziskie pierādījumi atbalsta pastāvīgo kosmoloģisko ideju, taču mērījumos ir zināma sajukuma telpa. Gaidāmie eksperimenti, piemēram, Eiropas Eiklida kosmiskais teleskops, NASA plašā lauka infrasarkanā starojuma teleskops (WFIRST) un Čīles tuksnesī uzbūvētā Simons observatorija, meklēs pazīmes, ka pagātnē tumšā enerģija bija spēcīgāka vai vājāka nekā tagadne. "Interesanti ir tas, ka mēs jau esam jutības līmenī, lai sāktu izdarīt spiedienu uz [kosmoloģiskās konstantes teoriju]." Šteinhards saka. "Mums nav jāgaida, kad spēlē parādīsies jauna tehnoloģija. Mēs šobrīd spēlējam." Un pat skeptiķi Vafa priekšlikumā atbalsta ideju apsvērt alternatīvas kosmoloģiskajai konstantei. "Es faktiski piekrītu, ka [mainīgais tumšās enerģijas lauks] ir vienkāršota paātrinātas izplešanās veidošanas metode," saka Silversteins. "Bet es nedomāju, ka šajā brīdī ir pamats attaisnojošām prognozēm par tumšo enerģiju."

Kvintesence nav vienīgā cita iespēja. Pēc Vafa dokumentiem Danielssons un kolēģi ierosināja citu veidu, kā tumšās enerģijas iekļaušanu stīgu teorijā. Viņu redzējumā mūsu Visums ir burbuļa trīsdimensiju virsma, kas izplešas lielākas dimensijas telpā. "Fizika, kas atrodas šajā virsmā, var atdarināt kosmoloģiskās konstantes fiziku," saka Danielssons. "Tas ir atšķirīgs tumšās enerģijas realizācijas veids, salīdzinot ar to, ko mēs līdz šim domājām."

Skaista teorija

Galu galā stīgu teorijā notiekošās debates koncentrējas uz dziļu jautājumu: kāda jēga ir fizikai? Vai labai teorijai būtu jāspēj izskaidrot visuma, kas mums apkārt, īpašās iezīmes, vai arī tas prasa pārāk daudz? Un kad teorija ir pretrunā ar to, kā mēs domājam, kā darbojas mūsu Visums, vai mēs atsakāmies no teorijas vai lietām, kuras mēs domājam zinām?

Stīgu teorija ir neticami pievilcīga daudziem zinātniekiem, jo ​​tā ir "skaista" - tātad vienādojumi apmierina un tās piedāvātie skaidrojumi ir eleganti. Bet līdz šim tai trūkst eksperimentālu pierādījumu, kas to apstiprinātu, un, vēl sliktāk, ir pamatotas izredzes šādu pierādījumu vākšanai. Tomēr pat ierosinājumu virknes teorija, iespējams, nespēj pielāgoties tamai tumšajai enerģijai, kādu mēs redzam apkārt esošajā kosmosā, dažus neatslābina. "Stīgu teorija ir tik bagāta un skaista un tik pareiza gandrīz visās lietās, ko tā mums māca, ka ir grūti noticēt, ka kļūda ir stīgu teorijā, nevis mūsos," saka Sethi. Bet, iespējams, pakaļdzīšanās pēc skaistuma nav labs veids, kā atrast pareizo Visuma teoriju. "Matemātika ir pilna ar pārsteidzošām un skaistām lietām, un vairums no tām neapraksta pasauli," savā nesenajā grāmatā rakstīja fiziķe Sabīne Hossenfeldere no Frankfurtes Augstāko studiju institūta. Pazudušais matemātikā: kā greizums noved pie fizikas (Pamatgrāmatas, 2018).

Neskatoties uz viedokļu atšķirībām, fiziķi ir draudzīgs bariņš, un viņus vieno kopējais mērķis - izprast Visumu. Kačru, viens no ainavas idejas pamatlicējiem, strādāja kopā ar ainavu kritiķi Vafu kā viņa padomdevēju padomi un abi joprojām ir draugi. "Viņš man reiz vaicāja, vai es varētu derēt, ka mana dzīve šie [ainavu risinājumi] pastāv," saka Kachru. "Mana atbilde bija:" Es nelikšu likmes uz savu dzīvi, bet es derētu par viņu! ""

Papildu ziņojumi iesniedza Lī Billings.

Šo stāstu sniedza žurnāls Astrobiology - tīmekļa publikācija, ko sponsorēja NASA astrobioloģijas programma.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


9 Iemesli, Kāpēc Mums Ir Nepamatota Interese Par Undead
9 Iemesli, Kāpēc Mums Ir Nepamatota Interese Par Undead

Dzīvnieks, Kas Elektriski Izlauzts Atom Smasher, Iegūst Jaunu Dzīvi
Dzīvnieks, Kas Elektriski Izlauzts Atom Smasher, Iegūst Jaunu Dzīvi "Morbid" Izstādē

Zinātne Ziņas


Kāpēc Mēs Staigājam Taisni: Beats Ir Šimpanze
Kāpēc Mēs Staigājam Taisni: Beats Ir Šimpanze

Vai Tiešām Katra Sniegpārsla Ir Unikāla?
Vai Tiešām Katra Sniegpārsla Ir Unikāla?

Aptaukošanās Sver Vairāk Amerikāņu Nekā Jebkad
Aptaukošanās Sver Vairāk Amerikāņu Nekā Jebkad

Augu Saruna: Stādi Plaukst Ar Iedrošinošiem Vārdiem
Augu Saruna: Stādi Plaukst Ar Iedrošinošiem Vārdiem

Pasaulē Mazākais Mazuļa Zēns Ir Vēl Ievērojamāks, Nekā Jūs Domājat
Pasaulē Mazākais Mazuļa Zēns Ir Vēl Ievērojamāks, Nekā Jūs Domājat


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com