Ca un pic de spumă de pe creasta unui val oceanic, universul nostru observabil nu poate fi altceva decât un zvelt așezat în marginea unei bule care se extinde constant într-o dimensiune superioară.
În timp ce această idee plină de minte ar putea suna ca ceva din visul febrei unui fizician, este de fapt o nouă încercare de a reconcilia matematica teoriei coardelor cu realitatea energiei întunecate, o forță cosmică misterioasă, atotputernică, care acționează în opoziție. la gravitație.
Teoria șirurilor este o încercare de unire a celor doi piloni ai fizicii secolului XX - mecanica cuantică și gravitația - prin faptul că toate particulele sunt șiruri unidimensionale ale căror vibrații determină proprietăți precum masa și sarcina. Teoria a fost descrisă ca frumoasă din punct de vedere matematic și de mult timp a fost unul dintre concurenții de frunte pentru ceea ce oamenii de știință numesc o Teorie a Totului, adică un cadru care să explice toată fizica, popularizată în cărți precum Universul elegant al lui Brian Greene (Norton, 1999).
Însă teoreticienii de coarde s-au pierdut în ultima perioadă în speculațiile proprii. Multe versiuni ale teoriei șirurilor necesită ca realitatea să fie compusă din 10 sau mai multe dimensiuni - cele trei ale spațiului și una din timp pe care o experimentăm în mod normal, plus multe altele care sunt înrolate într-un punct extrem de strâns. Exact modul în care sunt configurate aceste dimensiuni suplimentare determină caracteristicile universului pe care îl percepem.
La începutul anilor 2000, cercetătorii și-au dat seama că teoria coardelor permitea ca până la 10 ^ 500 (acesta este numărul 1 urmat de 500 zero) să existe universuri unice, creând un peisaj multivers în care universul nostru particular era doar o subsecțiune minusculă, așa cum este Live Știința raportată anterior. Dar ecuațiile teoriei corzilor au produs, de asemenea, mai ales universuri ipotetice lipsite de energie întunecată, pe care astronomii au descoperit-o în anii 90 și care în prezent accelerează expansiunea cosmosului.
La începutul acestui an, cercetătorii au tratat o lovitură asupra teoriei corzilor, sugerând că nici unul dintre universurile aproape nenumărate pe care le descrie conține de fapt energie întunecată așa cum o știm. "Este din ce în ce mai clar că modelele propuse până acum în teoria coardelor pentru a descrie energia întunecată suferă de probleme matematice", Ulf Danielsson, coautor al unei noi lucrări publicată pe 27 decembrie în revista Physical Review Letters și fizician teoretic la Uppsala Universitatea din Suedia, a declarat la Live Science.
Problema de bază, a spus Danielsson, este că ecuațiile care guvernează teoria șirurilor spun că orice univers cu versiunea noastră de energie întunecată din el ar trebui să se descompună rapid și să dispară. „Ideea noastră este să transformăm această problemă într-o virtute”, a spus el.
Împreună cu colegii săi, el a construit un model în care procesul care determină ca aceste universuri de energie întunecată să fie degradate să conducă de fapt inflația de bule realizate din mai multe dimensiuni. Trăim în limita uneia dintre aceste bule în expansiune, iar „energia întunecată este… indusă într-un mod subtil prin interacțiunea dintre pereții cu bule pe care trăim și dimensiunile superioare”, a scris Danielsson într-un post pe blog care descrie noua teorie. .
Big Bang, când s-a născut cosmosul nostru, devine momentul în care această bulă a început să se extindă, potrivit lui Danielsson. Particulele din universul nostru sunt pur și simplu punctele finale ale șirurilor care se extind în dimensiuni suplimentare. Danielsson și colegii săi sunt interesați să verifice dacă modelul lor este compatibil cu alte aspecte cunoscute ale fizicii. Iar ipoteza ar putea servi pentru a ajuta fizicienii să facă predicții observabile despre universul timpuriu și găurile negre, a spus Danielsson.
Dar alți cercetători nu o cumpără.
"Aceasta este o ficțiune matematică care are zero dovezi experimentale care vorbesc pentru asta", a declarat pentru Știința Live, Sabine Hossenfelder, fizician la Institutul de Studii Avansate din Frankfurt.
Hossenfelder a fost critic pentru cea mai recentă pontificare în fizică fundamentală și a publicat o carte anul trecut, intitulată Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray (Basic Books, 2018). "Teoreticienii cu coarde propun o cantitate aparent nesfârșită de construcții matematice care nu au nicio relație cunoscută cu observația", a spus ea.
Dar Danielsson nu crede că teoria coardelor va fi pentru totdeauna de necontestat și că actualele dezbateri din jurul acesteia furnizează deja unele verificări asupra teoriei. „Dacă se dovedește că teoria șirurilor nu poate produce energie întunecată de genul pe care îl observăm, atunci teoria șirurilor nu este testată doar, ci se dovedește greșit”, a spus el.
