Ahli fizik Harvard, Qumran Wafa adalah salah satu penyokong teori rentetan terkuat. Tetapi pada musim panas ini, ahli teori rentetan lain mengemukakan cadangan terbarunya, yang dapat memperlekehkan idea mereka berdasarkan andaian selama sedekad bahawa tenaga gelap tetap (tetap). Karya Wafa menyiratkan bahawa makna tenaga gelap berubah. Tenaga gelap yang berubah-ubah adalah konsekuensi dari usaha Wafa dan rakannya untuk menerapkan teori rentetan ke alam semesta seperti alam kita, di mana kekosongan ruang itu sendiri mempunyai beberapa tenaga yang melekat.
Sekiranya hipotesisnya (dan teori rentetan itu sendiri) benar, tenaga gelap, bahan misteri ini, yang menyumbang lebih daripada 70% daripada jumlah jisim dan tenaga alam semesta dan yang mempercepat pengembangannya, akan menjadi kekuatan perubahan. Tetapi tenaga gelap yang berterusan telah lama menjadi asas bagi banyak idea dalam teori rentetan - jadi adalah paradoks bahawa tenaga gelap yang berubah-ubah dapat membawa kepada kejayaan teori.
Teori tenaga gelap dan tali
"Untuk pertama kalinya, kami dapat mempelajari sesuatu dari teori rentetan yang dapat diukur," kata saintis Timm Wreiss dari Institut Fizik Teoretikal di Universiti Teknologi Vienna di Austria. "Tetapi saya tidak tahu apakah ini benar-benar akan berlaku atau tidak."
Mari kita mulakan dari awal: kita hidup di alam semesta yang nampaknya mengikut peraturan. Pada skala terbesar, objek besar mengikuti peraturan relativiti umum, berinteraksi antara satu sama lain melalui gaya graviti. Pada skala terkecil, zarah subatomik mengikuti peraturan mekanik kuantum dan teori medan kuantum, berinteraksi melalui medan daya yang menampakkan diri sebagai zarah pembawa daya. Tetapi matematik tidak bertambah apabila anda cuba menjelaskan kerelatifan umum sebagai lanjutan teori medan kuantum. Teori yang lebih besar, teori rentetan, cuba menggabungkan relativiti umum dengan mekanik kuantum, dan di dalamnya, setiap zarah diwakili oleh tali kecil, getaran yang di ruang yang lebih multidimensi menyandikan sifat yang diperhatikan oleh para saintis.
Walau bagaimanapun, teori tidak sepenuhnya tepat. Sebaliknya, ini adalah asas matematik yang menyeluruh, kerangka kerja dari mana para saintis dapat memperoleh teori tentang alam semesta kita, dan juga sebilangan besar alam semesta lain yang diizinkan. Ahli teori tali berharap alam semesta kita adalah salah satu kemungkinan itu. Yang lain percaya bahawa teori rentetan pada dasarnya salah, tetapi itu bukan masalahnya sekarang.
Teori rentetan harus menjelaskan alam semesta seperti kita dalam setiap aspek untuk dianggap betul. Alam semesta kita, nampaknya, terdiri dari 4% jirim (zat yang kita lihat), 25% bahan gelap misteri, dan selebihnya, seperti yang ditunjukkan oleh pemerhatian pada tahun 1988, jatuh pada "tenaga gelap". Ahli teori rentetan telah bekerja dengan anggapan bahawa kekuatan tenaga gelap tidak berubah, dan teori mereka telah berkembang. Tetapi Wafa dan pengarangnya mencadangkan dalam sebuah makalah pada musim panas ini bahawa agar wujud menurut peraturan teori tali, alam semesta kita mesti mempunyai medan tenaga gelap yang nilainya semakin menurun.
Video promosi:
Sekiranya nilai tenaga gelap berubah, ini akan menjadi penting bagi mereka yang teorinya bergantung pada anggapan bahawa tenaga gelap tetap. "Mungkin kita perlu kembali kepada asas," kata Wreiss. Ini juga akan mengubah pemahaman evolusi alam semesta - baik pada masa lalu dan masa depan.
Hipotesis Wafa pada awalnya cukup kuat dan menimbulkan "kegembiraan yang luar biasa," kata Wreiss. Ini berfungsi sebagai ajakan bertindak bagi ahli teori rentetan yang merasa kerangka itu terancam. Sebilangan orang langsung mengatakan bahawa itu tidak masuk akal - ahli fizik Stanford, Eva Silverstein memberitahu Quanta bahawa anggapan itu berdasarkan andaian lain, dan analisisnya "sangat dipersoalkan." Yang lain menggunakan dokumen ini sebagai peluang untuk mengesahkan bahawa teori mereka memang dapat menggambarkan alam semesta seperti kita.
Wreiss dan yang lain mengkritik karya Wafa dan kumpulannya, dan pendapat mereka diterbitkan dalam Kajian Fizikal D. Karya Wreiss mendapati bahawa beberapa sifat yang diduga dari alam semesta kita sendiri, khususnya yang berkaitan dengan bidang boson Higgs, pada dasarnya bertentangan dengan beberapa andaian matematik. Sebagai contoh, asumsi asal adalah bahawa tingkah laku medan fizikal yang mengawal tenaga gelap berasal dari fungsi matematik tanpa tinggi dan tanpa rendah, garis pada grafik tanpa puncak atau rendah. Vreiss mendapati bahawa kehadiran medan daya yang berkaitan dengan boson Higgs memerlukan puncak dalam fungsi ini.
Tetapi karya Vreiss tidak mengesampingkan idea Wafa - Wafa hanya menyempurnakan anggapannya agar lebih baik diterapkan ke alam semesta yang kita tinggali. Ada karya serupa yang lain, dan Wafa setuju dengan penjelasannya.
Apa yang sangat menarik ialah kita akan segera mengetahui apakah karya Wafa menawarkan ramalan teori rentetan yang diuji secara eksperimen. Ini akan menjadi kesan pertama teori rentetan yang dapat dibuktikan. Beberapa eksperimen dapat menguji sama ada tenaga gelap berubah dari masa ke masa atau tetap berterusan, dan mungkin melakukannya dalam beberapa tahun akan datang.
Jadi adakah pergeseran paradigma menjulang di cakrawala? "Kebanyakan saintis tidak akan mengatakan hipotesis ini benar atau salah," kata Wreiss. Wafa sendiri yakin bahawa dia tentu saja salah, dan ini juga membicarakan pentingnya teori tali. "Tetapi jika Wafa betul?" Kata Vreiss. "Itu akan menjadi perkara terbesar dalam teori rentetan untuk membuat ramalan yang dapat diukur."
Ilya Khel
