Дебати на цю тему пройшли в Японії в кінці червня, де прихильники теорії струн зібралися з усього світу на конференцію Strings 2018. Основна дискусія розгорнулася навколо паринаукових робіт, які сфокусувалися на тому, що називається “ландшафтом” – безліччю потенційних Всесвітів, що з’явилися як результат вирішення різних рівнянь, якими в ТС описується і наш світ з усім його вмістом, включаючи темну енергію.

Як зазначається в обох статтях, якщо перетягнути теорію зі зручного для неї “ландшафту” в так зване “болото”, то математика починає кульгати і суперечити самій собі. Як сказав на конференції Камран Вафа, фізик Гарвардського університету:

“Цілком можливо, що ми в принципі не в змозі знайти вірного рішення для теорії струн, що включає темну енергію”.

Загублені у мультиверсумі

Теорія струн – це спроба описати цілий всесвіт за допомогою єдиної “теорії всього”, додавши виміри простору-часу та частинок у розумінні мініатюрних вібраційних циклів. Багато апологетів теорії струн стверджують, що вона є найбільш перспективним напрямком для здійснення мрії Альберта Ейнштейна про об’єднання його загальної теорії відносності з конфліктуючим мікроскопічним світом квантової механіки.

Однак, поняття “ландшафту” теорії струн, який передбачає існування множини всесвітів, змусило багатьох фізиків задуматися: якщо можливо все, то яку роль у цьому може відігравати названа теорія?

“Якщо це дійсно ландшафт, то, на мою думку, це смерть для теорії струн, бо вона втрачає всю прогностичну цінність”.

– фізик Принстонського університету Пол Штейнхардт.

Штейнхардту та іншим дослідникам, особливо у зв’язку із новими проблемами із темною енергією, картина мульверсуму здається математично неправильною. У свою чергу, таке припущення робить теорію струн набагато більш передбачуваною, ніж вважалося.

Деякі теоретики струн, такі як Савдеп Сеті з Чиказького університету, вітають переоцінку, що відбувається зараз. Шаміт Кахру зі Стенфордського університету як розробник перших пропозицій теорії ландшафту, навпаки, не бачить теоретичних чи експериментальних причин серйозно ставитися до аргументів скептиків.

Разом з тим, багато вчених цілком щасливі дотримуватися ідеї мультиверсуму. Зрештою, Йоганн Кеплер спочатку шукав фундаментальні причини того, чому Земля лежить на відстані від Сонця. Але тепер ми знаємо, що Сонце – це лише одна з мільярдів зірок у галактиці, кожна з яких має власну планету, а відстань Земля – Сонце – це просто випадкова цифра, а не результат глибокого математичного принципу. Точно так само, якщо Всесвіт – це один з трильйонів всередині мультиверсуму, то окремі параметри нашого космосу подібні випадковим.

І той факт, що ці випадкові цифри видаються нам абсолютно точними для створення населеного світу – просто ефект вибору – адже люди можуть знайтися як раз у тому рідкісному куточку мультиверсу, у якому вони могли б розвинутися.

Прискорення Всесвіту

Повернемося до темної енергії: її незмінність слабо ув’язується з ТС. Якщо в теорії струн немає місця для стабільної темної енергії, це може стати підставою для сумнівів у теорії струн. Але чи не виглядає це чудовою підставою сумніватися у темній енергії в її найпопулярнішій формі, яку називають космологічною сталою?

Ідея, запропонована в 1917 році Ейнштейном, відродилася в 1998 році, коли астрономи виявили, що простір-час не тільки розширюється, але й швидкість цього розширення набирає обертів.

Космологічна стала повинна була стати формою енергії вакууму, яка була б стабільною та протидіяла силам гравітації. Але виявилося, це не єдиний можливий спосіб обґрунтувати прискорення розльоту світів. Наприклад, існує гіпотеза про “квінтесенцію” як різновид поля, що пронизує весь Всесвіт, який ми спостерігаємо та на відміну від космологічної сталої є мінливим.

“Незалежно від того, чи зможуть прихильники теорії струн пов’язати її нарешті з темною енергією, раптово виявилося, що думка про непостійність ТЕ набагато природніше виглядає в ТС. А в такому випадку виграє той, хто зможе виміряти зміни темної енергії через астрономічні спостереження”.

– Камран Вафа.

І оскільки всі дані, які астрономи зібрали до цього, підтверджували ідею космологічної константи, то тепер утворився певний простір для маневру. На зонді Euclid, інфрачервоному телескопі NASA WFIRST і обладнанні Лабораторії Саймонса вже запланований ряд експериментів з метою зрозуміти, чи була темна енергія в минулому слабша або сильніша, ніж зараз.

Красива теорія

Без сумніву, в основі всіх дискусій щодо теорії струн лежить головне питання: в чому сенс фізики як науки? Чи можемо ми вимагати від будь-якої, нехай навіть найкращої теорії пояснень з приводу кожної події у Всесвіті? І коли теорія суперечить нашим уявленням про устрій світу – варто відкинути цю теорію  чи те, що ми вважаємо своїм знанням про природу речей?

Так, ТС приваблює багатьох своєю “красою” – рішення її рівнянь цілком задовільні, а пропоновані нею пояснення не позбавлені елегантності. Але поступово починає відчуватися брак доказів – і немає впевненості в тому, що вони в принципі знайдуться. Втім, навіть припущення про неможливість включити темну енергію в теорію струн не зупиняє фанатів. Зрештою, математика сповнена дивовижних і чудесних речей, і велика частина з них не має до реального світу ніякого відношення.

Не зважаючи на часто протилежні погляди, фізики-теоретики насправді об’єднані спільною жадобою – пізнати все, в тому числі і Всесвіт. Кахру, який створив “ландшафт”, був науковим керівником Вафи, запеклого критика його ідей – але вони як і раніше дружать.

Дізнатись більше :

Scientific American