Kuten hiukan vaahtoa valtameren aallon harjalla, havaittavissa oleva maailmankaikkeus voi olla vain roisto, joka istuu jatkuvasti korkeampaan ulottuvuuteen kasvavan kuplan reunalla.
Vaikka tämä mielenkiintoinen ajatus saattaa kuulostaa fyysikon kuumeunelmasta, se on itse asiassa uusi pyrkimys sovittaa jousuteorian matematiikka pimeän energian todellisuuteen, salaperäiseen, kaiken tunkeutuvaan kosmiseen voimaan, joka toimii vastakohtana painovoimaan.
Jousteoria on yritys yhdistää 1900-luvun fysiikan kaksi pylvästä - kvantmekaniikka ja painovoima - väittämällä, että kaikki hiukkaset ovat yhden ulottuvuuden jousia, joiden värähtelyt määrittävät ominaisuudet, kuten massa ja varaus. Teoriaa on kuvailtu matemaattisesti kauniiksi ja se on pitkään ollut yksi johtavista väittäjistä sille, mitä tutkijat kutsuvat kaiken teoriaksi, tarkoittaen puitteita kaiken fysiikan selittämiselle. Niitä suosittiin kirjoissa, kuten Brian Greenen The Elegant Universe (Norton, 1999).
Mutta joustoteoreetikot ovat viime aikoina menettäneet oman spekulointinsa. Monet joustoteorian versiot vaativat, että todellisuus koostuu kymmenestä tai useammasta ulottuvuudesta - avaruudesta ja ajasta, jotka yleensä koemme, plus monista muista, jotka on vieritetty erittäin tiukkaan pisteeseen. Se, kuinka nuo ylimääräiset ulottuvuudet on konfiguroitu, määrittelee havaitsemamme maailmankaikkeuden ominaisuudet.
2000-luvun alkupuolella tutkijat huomasivat, että jousiteoria salli jopa 10 ^ 500 (se on numero 1, jota seuraa 500 nollaa) ainutlaatuisen maailmankaikkeuden olemassaolon, luomalla monikokoisen maiseman, jossa tietty universumimme oli vain pieni osa, kuten Live Tiede on aiemmin raportoitu. Mutta jousiteoriayhtälöt tuottivat myös enimmäkseen hypoteettisia maailmankaikkeuksia, joista puuttui tummaa energiaa, jotka tähtitieteilijät löysivät 1990-luvulla ja jotka tällä hetkellä nopeuttavat kosmoksen laajentumista.
Aiemmin tänä vuonna tutkijat käsittelivat jousuteorian ehdottamalla, ettei kukaan kuvatuista lähes lukemattomista maailmankaikkeuksista todellakaan sisällä tummaa energiaa sellaisena kuin me sen tunnemme. "On yhä selvempää, että pimeän energian kuvaamiseen johtoteoriassa ehdotetut mallit kärsivät matemaattisista ongelmista", Ulf Danielsson, Physical Review Letters -lehdessä 27. joulukuuta julkaistun uuden kirjan avustaja ja Uppsalan teoreettinen fyysikko Yliopisto Ruotsissa, kertoi Live Science.
Perusongelma, Danielsson sanoi, on se, että jousiteoriaa hallitsevissa yhtälöissä sanotaan, että minkä tahansa universumin, jossa on pimeän energian versiomme, pitäisi hajoa nopeasti ja kadota. "Ajatuksenamme on muuttaa tämä ongelma hyveeksi", hän sanoi.
Yhdessä kollegojensa kanssa hän konstruoi mallin, jossa prosessi, joka aiheuttaa näiden pimeän energian läpäisemien universumien rappeutumisen, todella ajaa monien ulottuvuuksien muodostamien kuplien inflaatiota. Elämme yhden näistä paisuvia kuplia rajoissa ja "pimeä energia johdetaan ... hienovaraisella tavalla asettamallamme kuplaseinien ja korkeampien ulottuvuuksien välisen vuorovaikutuksen kautta", Danielsson kirjoitti uutta teoriaa kuvaavassa blogiviestissä. .
Kun iso kosketus syntyi, maailmankosmos syntyi, ja siitä tulee hetki, jolloin tämä kupla alkoi laajentua, Danielssonin mukaan. Universumin hiukkaset ovat yksinkertaisesti jousien päätepisteitä, jotka ulottuvat ylimääräisiin ulottuvuuksiin. Danielsson ja hänen kollegansa ovat kiinnostuneita tarkistamaan, sopivatko heidän mallinsa muiden fysiikan tunnettujen näkökohtien kanssa. Ja hypoteesi voi auttaa fyysikkoja tekemään havaittavissa olevia ennusteita varhaisesta maailmankaikkeudesta ja mustista reikistä, Danielsson sanoi.
Mutta muut tutkijat eivät osta sitä.
"Tämä on matemaattinen fiktio, jolla ei ole mitään kokeellista näyttöä sen puolesta.", Saksan Frankfurtin syventävän tutkimuksen instituutin fysiikka Sabine Hossenfelder kertoi Live Science: lle.
Hossenfelder on suhtautunut kriittisesti useimpiin viimeisimpiin perusfysiikan pontifikointeihin ja julkaisi viime vuonna kirjan Lost in Math: How Beauty johtaa Physics Astray (Basic Books, 2018). "Jousteoreetikot ehdottavat näennäisesti loputtoman määrän matemaattisia rakenteita, joilla ei ole tunnettua suhdetta havaintoon", hän sanoi.
Mutta Danielsson ei usko, että jousiteoria on ikuisesti järkkymätön ja että sitä ympäröivät nykyiset keskustelut tarjoavat jo jonkin verran teoriaa. "Jos käy ilmi, että jousiteoria ei voi tuottaa sellaista tummaa energiaa, jota havaitsemme, silloin jousiteoriaa ei vain testata, se on osoittautunut väärin", hän sanoi.
