Fizicianul din Harvard, Qumran Wafa, este unul dintre cei mai puternici susținători ai teoriei de coarde. Dar în această vară, alți teoreticieni ai șirului s-au aruncat la cea mai recentă propunere, care le-ar putea discredita ideile pe baza presupunerii de zece ani că energia întunecată este constantă (constantă). Opera lui Wafa presupune că sensul energiei întunecate se schimbă. Energia întunecată neplăcută este o consecință a încercării Wafa și a colaboratorilor săi de a aplica teoria corzilor într-un univers ca al nostru, unde vidul spațiului în sine are o energie inerentă.
Dacă ipoteza lui (și teoria în șiruri în sine) este adevărată, energia întunecată, această substanță misterioasă, care reprezintă mai mult de 70% din masa și energia totală a universului și care accelerează expansiunea acestuia, va fi forța schimbării. Dar energia persistentă a întunericului a servit de mult timp la baza multor idei din teoria șirurilor - așa că este paradoxal că este energia întunecată care poate duce la succesul teoriei.
Energia întunecată și teoria corzilor
„Pentru prima dată, am putea învăța ceva din teoria corzilor care poate fi măsurată”, spune omul de știință Timm Wreiss de la Institutul de Fizică Teoretică din cadrul Universității de Tehnologie din Viena din Austria. „Dar nu știu dacă acest lucru se va întâmpla sau nu”.
Să începem de la început: trăim într-un univers care pare să respecte regulile. La scară mai mare, obiectele mari respectă regulile relativității generale, interacționând între ele prin forța gravitației. La cea mai mică scară, particulele subatomice respectă regulile mecanicii cuantice și teoria cuantică a câmpurilor, interacționând prin câmpurile de forță care se manifestă ca particule purtătoare de forță. Dar matematica nu se adaugă când încercați să explicați relativitatea generală ca o extensie uriașă a teoriei cuantice a câmpurilor. O teorie mai mare, teoria șirurilor, încearcă să combine relativitatea generală cu mecanica cuantică, iar în ea, fiecare particulă este reprezentată de un șir minuscul, ale cărui vibrații într-un spațiu multidimensional codifică proprietățile observate de oamenii de știință.
Cu toate acestea, teoria nu este complet exactă. Mai degrabă, este o bază matematică generală, un cadru din care oamenii de știință pot deriva teorii despre universul nostru, precum și numărul mare de universuri permise. Teoreticienii cu șiruri speră că universul nostru este una dintre aceste posibilități. Alții cred că teoria șirurilor este fundamental greșită, dar nu este acum ideea.
Teoriile cu șiruri trebuie să explice un univers ca al nostru în orice aspect pentru a fi considerat corect. Universul nostru, se pare, este format din 4% din materie (substanța pe care o vedem), 25% din materia misterioasă întunecată, iar restul, după cum arată observațiile din 1988, se încadrează pe „energia întunecată”. Teoreticienii cu coarde au lucrat sub presupunerea că puterea energiei întunecate nu se schimbă, iar teoriile lor au evoluat. Dar Wafa și coautorii săi au sugerat într-o lucrare în această vară că, pentru a exista conform regulilor teoriei șirurilor, universul nostru trebuie să aibă un câmp energetic întunecat, a cărui valoare scade.
Video promotional:
Dacă valoarea energiei întunecate se schimbă, aceasta va fi importantă pentru cei ale căror teorii se bazează pe presupunerea că energia întunecată este constantă. „Poate că trebuie să revenim la elementele de bază”, spune Wreiss. De asemenea, ar schimba înțelegerea evoluției universului - atât în trecut, cât și în viitor.
Ipoteza lui Wafa a fost inițial destul de puternică și a dus la „o emoție extraordinară”, spune Wreiss. Acesta a servit ca un apel la acțiune pentru teoreticienii de coarde care au considerat că cadrul era amenințat. Unii au spus imediat că este o prostie - fizicianul Stanford, Eva Silverstein, a declarat pentru Quanta că presupunerea se bazează pe alte presupuneri, iar analiza era „extrem de îndoielnică”. Alții folosesc acest document ca o oportunitate pentru a verifica dacă teoriile lor pot descrie într-adevăr un univers precum al nostru.
Wreiss și alții au criticat activitatea lui Wafa și a grupului său, iar opiniile lor au fost publicate în Physical Review D. Lucrarea lui Wreiss a constatat că unele dintre pretinsele proprietăți ale propriului nostru univers, în special cele asociate cu câmpul bosonului Higgs, contrazic în esență unele ipoteze matematice. De exemplu, presupunerea inițială a fost că comportamentul câmpului fizic care guvernează energia întunecată este derivat dintr-o funcție matematică fără maxime și fără valori minime, o linie pe un grafic fără vârfuri sau minime. Vreiss a constatat că prezența unui câmp de forță asociat cu bosonul Higgs necesită un vârf în această funcție.
Dar opera lui Vreiss nu exclude ideea lui Wafa - Wafa a rafinat pur și simplu presupunerea, astfel încât să fie mai bine aplicată universului în care trăim. Există și alte lucrări similare, iar Wafa este de acord cu clarificările.
Ceea ce este cu adevărat interesant este că, în curând, vom afla dacă lucrarea lui Wafa oferă o predicție verificată experimental de teoria șirurilor. Aceasta ar fi prima consecință probabilă a teoriei șirurilor. Unele experimente ar putea testa dacă energia întunecată se schimbă în timp sau rămâne constantă și, probabil, va face acest lucru în următorii ani.
Deci, o schimbare de paradigmă este la orizont? „Majoritatea oamenilor de știință nu vor spune că această ipoteză este adevărată sau falsă”, spune Wreiss. Wafa însuși consideră că poate greșește, desigur, iar acest lucru vorbește și despre importanța teoriei de coarde. „Dar dacă Wafa are dreptate?”, Spune Vreiss. „Acesta ar fi cel mai mare lucru din teoria șirurilor de a face o predicție măsurabilă.”
Ilya Khel
