Новые измерения. Ученые нашли возможное доказательство теории струн и темной энергии

28 мая 2019, 20:00

Согласно новому исследованию ученых из Швеции, наша Вселенная может быть чем-то вроде расширяющегося пузыря темной энергии.

Одной из наиболее распространенных теорий, которая объединяет идеи квантовой механики и теорию относительности Эйнштейна, является теория струн. Выведенная во второй половине XX века, теория струн предполагает, что взаимодействия всех фундаментальных частиц, их массу и заряд определяют вибрации одномерных ультрамикроскопических струн.

Видео дня

Малейшие доказательства теории струн могут сделать ее Теорией всего, что позволит объяснить такие противоречивые понятия как квантовая гравитация. Доказав теорию струн, ученые смогут объединить разные модели физики и ответить на ее фундаментальные вопросы.

Но, к сожалению, в доказательстве теории струн ученые предлагают огромное количество расхожих математических моделей, каждая из которых имеет право на существование, и одновременно противоречит остальным.

Главным камнем преткновения во многих версиях теории струн является большее количество измерений, чем человек может себе представить. Известное нам трехмерное пространство включает длину, ширину и глубину (отдельный разговор об обозначении времени как четвертого измерения).

Основываясь на этих измерениях, мы можем изучать природу Вселенной, а чтобы понять и описать ее необъяснимые свойства — нужно сперва определить другие, неизвестные нам измерения. Сколько их, и существуют ли они вообще — может навсегда остаться загадкой для человека.

Ключ к возможному открытию нового измерения нашли в 1990-х, когда астрономы обнаружили так называемую темную энергию — вещество, которое отвечает за постоянное расширение Вселенной с момента Большого взрыва. Пока неизвестно, темная энергия — это постоянная величина, модифицированная гравитация в макропространстве Вселенной или динамическое поле с переменной энергетической плотностью.

National Science Foundation
Фото: National Science Foundation

Тем не менее, открытие темной энергии только усложнило многочисленные уравнения в решении теории струн, которые описывают невообразимые количества вариантов нашей Вселенной.

Переворот в сознании

Несколько месяцев назад физики из Уппсальского университета в Швеции опубликовали исследование, согласно которому видимая нами Вселенная — это грань пузыря, который состоит из темной энергии и расширяется в другие измерения.

Как объяснил один из авторов исследования Ульф Даниэльссон изданию Live Science, модели теории струн, которые описывают темную энергию, не сходятся в математических расчетах.

«Уравнения, описывающие теорию струн, говорят о том, что любая Вселенная с нашей версией темной энергии должна быстро распадаться и исчезать. Наша идея состоит в том, чтобы превратить эту проблему в преимущество», — говорит Даниэльссон.

Шведские физики разработали модель, в которой разложение многих Вселенных, вызванное действием темной энергии, буквально надувает пузырь многих измерений. Ученые предполагают, что в таком случае наша Вселенная на стенах этого пузыря, между темной энергией и высшими измерениями.

По словам Ульфа Даниэльссона, мельчайшие частицы нашей Вселенной и являются вышеупомянутыми струнами, которые расширяются в другие измерения.

Suvendu Giri
Фото: Suvendu Giri

Несмотря на то, что подобная гипотеза позволит ученым предсказать альтернативные варианты развития Вселенной, природу существования черных дыр и, конечно же, неизвестных нам измерений, — у нее практически отсутствует доказательная база.

Физик из Франкфурта Сабина Хоссенфельдер рассказала Live Science, что «это математическая фантастика, которая не имеет экспериментальных доказательств». «Теоретики струн предлагают, казалось бы, бесконечное количество математических конструкций, которые не имеют никакого отношения к наблюдению», — говорит Хоссенфельдер.

Подобные споры в современной физике — не редкость, и не исключено, что следующие теоретики решат и вовсе отказаться от теории струн в пользу чего-либо еще более запутанного и необъяснимого.

К примеру, американский физик Брайан Свингл недавно представил теорию, согласно которой за формирование пространства-времени во всей Вселенной отвечают квантовые пары, и все, что нас окружает, является своего рода голограммой квантового мира, в которой присутствует время. Если это в действительности так — известные нам квантовые запутанности не только должны находиться вне пространства-времени, но и создавать его.

«По-видимому, геометрия с правильными свойствами, построенными из квантовой запутанности, должна подчиняться гравитационным уравнениям движения. Этот результат также оправдывает утверждение, что пространство-время возникает из-за этой запутанности», — писал Cвингл.

poster
Подписаться на ежедневную email-рассылку
материалов раздела Техно
Рассылка о том как технологии изменяют мир
Каждый понедельник

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X