Съществува ли Мултивселената?

Физикът теоретик Джоузеф Полчински от Калифорнийския университет в Санта Барбара направи прогноза за точната година, в която ще бъде създадена квантовата теория за гравитацията. Според учения това ще се случи през 2131 г., а в основата на очакванията му е теорията на струните (повече информация), която повечето съвременни физици и математици считат за единствения кандидат за титлата „теория на всичко“. Полчински, който е лауреат на учредената от руския предприемач Юрий Милнер награда Фундаментал физикс прайз (Fundamental Physics Prize), е изложил съображенията си в материал за руското издание Лента.

Квантов компютър помогна на физиците да потвърдят Теорията на относителността

С развитието на физиката като наука, учените изследват все по-малки мащаби на разстоянията и все по-големи мащаби на енергията. В началото на 20 век учените са получили първите си представи за явленията на ниво атоми. В днешно време физиците работят в мащаби от порядъка на десет на минус седемнадесета степен сантиметра, които са подходящи за експериментите с Големия адронен колайдер, позволил на учените да открият Хигс бозона.

Хоумър Симпсън доказал съществуването на Хигс бозона преди ЦЕРН

След като съпостави етапите и темповете на развитие на физиката през 20 век и в началото на 21 век, Полчински направи прогноза, че към 2131 година ще бъде окончателно оформена квантовата теория за гравитацията. За целите на тази прогноза ученият е разгледал еволюцията на физиката за последните малко повече от 100 години и е съпоставил от една страна достиженията на човечеството в едни или други енергийни мащаби и от друга – времето, необходимо за това събитие.

Учени прилагат квантов метод за защита на кредитни карти

През 1899 г. немският физик Макс Планк е въвел кръстената на него концепция дължината да бъде разглеждана като съставена от фундаментални константи (константата на Планк, гравитационната константа и скоростта на светлината във вакуум) и с размер десет на минус тридесет и трета степен сантиметра. Към настоящия момент такъв размер се счита за недостижим за съвременните експерименти мащаб, на който всъщност би действала теорията на струните. Мащабът десет на минус седемнадесета степен сантиметра съответства на половината от необходимото. Следователно, до създаването на „теорията на всичко“ остава толкова време, колкото е минало от момента на въвеждането на теорията на Планк в науката – 116 години.

10 стряскащи сценария за края на Вселената

Ако теорията на струните се увенчае с успех, ще позволи чрез един и същ подход да бъдат описвани всичките четири известни до момента фундаментални взаимодействия: електромагнитното, слабото ядрено, силното ядрено и гравитационното въздействия. Първите три успешно биват описвани от Стандартния модел (СМ) на физиката за частиците, а последното се описва чрез общата теория на относителността (ОТО). Да бъдат обединени СМ и ОТО досега бе невъзможно, а решението на тази загадка е обявено за една от главните цели на теорията на струните.

Съществуват ли паралелни вселени? Ето как можем да разберем

В анотацията към работата си Полчински е обявил двата главни проблема на квантовата теория на гравитацията. Първата е свързана с извънредно малкия размер на планковата дължина. Втората с произвола, в резултат на който наблюдаемите фундаментални константи са приели съвременното си значение. Според Полчински именно теорията на струните ще позволи да бъдат изяснени тези и още четири въпроса на физиката на елементарните частици. Сред тях е уникалността на струнната динамика, извеждането на физични закони от геометрията на времепространството, дуалността на калибровъчните теории, квантовата механика на черните дупки и др.

Вижте какво мисли Стивън Хокинг за Вселената, Бог, науката и жените

Полчински смята също, че в планковските мащаби флуктуациите на времепространството стават съществени. Те сформират така наречената времепространствена пяна и осигуряват необходимата разлика за наивната версия на квантовата гравитация.

Уникалността на динамиката на струнната теория според Полчински е свързана с наличието на само един параметър, който е необходим за описанието на всичко в природата – така наречената струнна константа. От друга страна, към настоящия момент „теорията на всичко“ няма единен принцип (първопринцип), който да позволи тя да бъде изведена по дедуктивен път.

Полчински описва ролята на пространството за теорията на струните с принципа на огледалната симетрия, допускаща съществуването на различни еднообразия, които поради това, че са свити в извънредно малки допълнителни пространствени измерения, могат да доведат до едни и същи свойства на елементарните частици. Това позволява да предположим, че физиката около нас е всъщност проявление на многоизмерно геометрично времепространство или иначе казано – проявление на Мултивселената. Ученият оценява шансовете Мултивселената да съществува на 94 процента.

„Можете и да не се съгласите с моите 94 процента, но няма никакъв рационален аргумент в полза на това Мултивселената да не съществува или пък да е слабо вероятно“, пише Полчинский. Ученият е оптимистично настроен по отношение на перспективите за създаване на теорията за квантовата гравитация (в рамките на теорията за струните) и продължава да работи в тази посока, като не изключва „теорията за всичко“ да е бъде изготвена дори по-рано от прогнозираната от него 2131 г.