Теория струн лучше предсказывает Вселенную, если допустить их динамическое натяжение

В начале 2000-х физики-теоретики поняли, что уравнения теории струн приводят не к единому описанию Вселенной, а к ошеломляющему количеству (10 в 500 степени) возможных решений, соответствующим почти бесконечному разнообразию потенциальных миров. Каждая из этих вселенных имеет свои собственные частицы и силы, создавая то, что стало известно как «струнный ландшафт» множественных возможных космосов.

Вскоре после этого, в 2005 году ученые осознали, что этот ландшафт сам по себе окружен так называемым «болотом» решений — на первый взгляд жизнеспособных квантовых теорий поля, которые при более близком рассмотрении оказывались несовместимыми с любой работоспособной теорией квантовой гравитации.

Чтобы отделить ландшафт от болота, было предположено решение: правдоподобные теории в ландшафте должны подчиняться определенным «ограничениям болота». Проблема в том, что когда традиционные теории струн удовлетворяют этим ограничениям, физики обнаруживают, что с трудом могут воспроизвести инфляцию — краткий всплеск быстрого расширения, который, как полагают, претерпела наша ранняя Вселенная, — или темную энергию, которая, по всей видимости, ускоряет рост нашей Вселенной сегодня.

«Более традиционные теории струн очень недружелюбны к инфляции, в частности к «сценариям медленного скатывания», и даже к существованию пространства де Ситтера как вакуума теории — вакуума нашей реальной Вселенной, — который является основой не только инфляции, но и темной энергии, — сказал Эдуардо Гендельман из Университета Бен-Гуриона, автор исследования. —Ограничения болота делают космологию невозможной или почти невозможной для практического космолога, потому что реальная Вселенная, по-видимому, прочно находится в болоте традиционной теории струн».

В своей статье Гендельман показал, что определенное экзотическое подмножество теорий струн намного лучше подходит для описания нашей Вселенной, чем ее более традиционные варианты, https://www.eurekalert.org/news-releases/1086616 EurekAlert.

Струны во всех моделях теории струн имеют некоторое натяжение; но в большинстве традиционных моделей значение этого натяжения является постоянной, которая добавляется вручную, произвольно. Гендельман исследовал модели, в которых это натяжение возникает динамически, в результате определенного поведения струн в модели.

Новая статья Гендельмана описывает формулировку такой теории и показывает, что из-за динамической природы натяжения струн ограничения болота становятся намного слабее. Это происходит потому, что вычисления, из которых выводят эти ограничения, связаны с размером так называемого «планковского масштаба» — который, как считается, соответствует наименьшему возможному размеру чего-либо во Вселенной, включая струну. Но поскольку планковский масштаб сам по себе связан с натяжением струны, он становится в этих моделях динамическим.

«В режиме, когда динамическое натяжение, а следовательно, и масштаб Планка, становятся очень большими, ограничения оказываются несущественными или очень слабыми, — сказал ученый. — Поэтому теория струн динамического натяжения дружелюбна к инфляции и темной энергии».

Теория струн, выдвинутая свыше 50 лет назад для объяснения формирования материи, не оправдала возложенные на нее надежды и пребывает в неопределенном статусе. Однако команда физиков из США сделала в прошлом году серьезный шаг к подтверждению этой идеи. Использовав инновационный математический метод, ученые пришли к https://hightech.plus/2024/12/20/innovacionnii-matematichesk... о неизбежности теории струн.