Восход и закат теории струн

Некоторые исследователи считают теорию струн практически лженаукой. Но так ли это?

Многие физики считают теорию струн главным кандидатом на объединение теорий квантовой физики и гравитации в единую теорию всего. Но существует и противоположное мнение, согласно которому эта концепция является практически лженаукой, так как проверить ее с помощью экспериментов невозможно. И все же некоторые исследователи считают, что у нас, возможно, появился способ это сделать – согласно новой гипотезе, которая противопоставляет теорию струн теории космической инфляции. Все это сводится к следующему вопросу: не скрыты ли квантовые секреты Вселенной от наших глаз или же есть некие детали, с помощью которых теорию струн можно объяснить?

Космическая инфляция

Один из способов исключить эту идею заключается в том, чтобы доказать, что она не предсказывает особенность нашей Вселенной. А теория струн, как оказалось, постоянно сталкивается с проблемой описания наиболее популярного объяснения того, что происходило в первые мгновения существования Вселенной – сразу после Большого взрыва: инфляции.

«Инфляция – самое убедительное объяснение того, почему наша Вселенная выглядит так, как она выглядит, и откуда взялась ее структура», — считает Марилена Лаверде, физик из университета Стоуни-Брук. Инфляция объясняет, как, в некотором смысле, мы получили все во Вселенной из ничего. Теория утверждает, что ранняя Вселенная прошла через фазу экстремального расширения. Этот процесс увеличивал случайные всплески в квантовом вакууме и превращал их в галактики и другие объекты вокруг нас.

Однако теоретикам было трудно показать, как – и работает ли вообще – инфляция работает в теории струн. Самый многообещающий путь к этому – так называемая конструкция ККЛТ (KKLT construction) убеждает далеко не всех. Некоторые исследователи отмечают, что в глубине сознания многих людей, занимающихся теорией струн, давно поселилось сомнение: действительно ли она работает?

Таким образом, в новом подходе к теории струн исследователи действительно могут искать ответы вглядываясь в звездное небо. Существует несколько различных моделей реального процесса инфляции и астрофизики пока не располагают данными, подтверждающими хотя бы одну из них.

Теория всего позволила бы нам ответить на фундаментальные вопросы о Вселенной

Еще одним важным моментом, конфликтующим с теорией струн являются гравитационные волны. Их существование доказали в 2017 году, так что ученым доподлинно известно, что гравитационные волны оставляют после себя слабый, но отчетливый отпечаток в космическом фоновом микроволновом излучении (реликтовом излучении). Однако согласно новой гипотезе, существование гравитационныхволн допускается, правда, их должно быть совсем немного. Настолько, что любой признак гравитационных волн будет означать, что теория струн не применима к нашей Вселенной. Так что физики, вероятно, должны будут придумать для них другое объяснение.