Vaizdo kreditas: Hablas
Mokslininkai, tiriantys Didįjį sprogimą, sako, kad įmanoma, kad stygų teorija vieną dieną bus išbandyta eksperimentiškai, išmatuojant Didžiojo sprogimo pomirtį.
Jeilio universiteto fizikos profesorius Richardas Eastheris aptars šią galimybę gegužės 12 d., Trečiadienį, Stanfordo universitete, pavadinimu „Be Einšteino: nuo didžiojo sprogimo iki juodųjų skylių“. Eastherio kolegos yra Brianas Greene'as iš Kolumbijos universiteto, Williamas Kinney iš Bafalo universiteto, SUNY, Hiranya Peiris iš Prinstono universiteto ir Gary Shiu iš Viskonsino universiteto.
Styginių teorija bando suvienodinti didžiojo (gravitacijos) ir mažojo (atomo) fiziką. Dabar jas apibūdina dvi teorijos, bendrosios reliatyvumo ir kvantinės teorijos, kurios abi gali būti neišsamios.
Kritikai paneigė stygų teoriją kaip „filosofiją“, kurios negalima išbandyti. Tačiau Eastherio ir jo kolegų rezultatai leidžia manyti, kad stebimų įrodymų, patvirtinančių stygų teoriją, galima rasti kruopščiai išmatuojant kosminį mikrobangų foną (CMB) - pirmąją šviesą, kuri atsirado po Didžiojo sprogimo.
„Didžiajame sprogime, galingiausiame Visatos istorijoje, matome energijas, kurių reikia subtiliams stygų teorijos požymiams atskleisti“, - sakė R. Eastheris.
Styginių teorija atsiskleidžia tik labai mažais atstumais ir esant didelėms energijoms. Plancko skalė yra 10–35 metrai - tai teoriškai trumpiausias atstumas, kurį galima apibrėžti. Palyginimui, mažas 10–10 metrų skersmens vandenilio atomas yra dešimt trilijonų trilijonų kartų platesnis. Panašiai, didžiausi dalelių greitintuvai sukuria 1015 elektronų voltų energiją, susidurdami su subatominėmis dalelėmis. Šis energijos lygis gali atskleisti kvantinės teorijos fiziką, tačiau vis tiek yra maždaug trilijoną kartų mažesnis nei energija, reikalinga stygų teorijai išbandyti.
Mokslininkai teigia, kad pagrindinės Visatos jėgos - gravitacija (apibrėžta bendrąja reliatyvumu), elektromagnetizmas, „silpnos“ radioaktyviosios jėgos ir „stiprios“ branduolinės jėgos (visa tai apibrėžta kvantų teorija) - buvo suvienytos didelės energijos pliūpsnyje. Bangas, kai visa materija ir energija buvo ribojama subatominiame lygmenyje. Nors Didysis sprogimas įvyko beveik prieš 14 milijardų metų, po jo švytėjimo CMB vis dar uždengia visą visatą ir jame yra suakmenėjęs pirmųjų laiko momentų įrašas.
Wilkinsono mikrobangų anizotropijos zondas (WMAP) tiria CMB ir nustato subtilius temperatūros skirtumus per šią iš esmės vienodą spinduliuotę, švytintį tik 2,73 laipsnių Celsijaus aukščiau absoliutaus nulio. Vienodumas yra „infliacijos“ įrodymas, laikotarpis, kai Visatos plėtimasis sparčiai augo, maždaug 10–33 sekundės po Didžiojo sprogimo. Infliacijos metu Visata išaugo iš atominės skalės į kosminę ir padidėjo šimtu trilijonų trilijonų kartų. Infliaciją skatinančiame energetiniame lauke, kaip ir visuose kvantiniuose laukuose, buvo svyravimų. Šie svyravimai, įstrigę kosminio mikrobangų fone kaip bangos ant užšalusio tvenkinio, gali turėti stygų teorijos įrodymų.
Eastheris ir jo kolegos palygina greitą kosminį išsiplėtimą, kuris įvyko iškart po Didžiojo sprogimo, su nuotraukos padidinimu, kad būtų atskleisti atskiri pikseliai. Nors fizikai pagal Plancko skalę padarė „virpėjimą“ 10–35 metrų skersmens, dėka Visatos plėtimosi, svyravimas dabar gali apimti daugelį šviesmečių.
Eastheris pabrėžė, kad yra ilgas smūgis, jog stygų teorija gali išmatuoti mikrobangų foną, subtiliai pakeisdama karštųjų ir šaltųjų dėmių modelį. Tačiau stygų teoriją taip sunku išbandyti eksperimentu, kad verta išbandyti bet kokią galimybę. WMAP įpėdiniai, tokie kaip CMBPol ir Europos misija „Planck“, mato CMB precedento neturinčiu tikslumu.
CMB modifikacijos, atsirandančios dėl stygų teorijos, gali nukrypti nuo standartinės prognozės, kad temperatūros skirtumai kosminės mikrobangų fone gali būti net 1%. Tačiau nedidelis nukrypimas nuo dominuojančios teorijos nėra precedentas. Pavyzdžiui, išmatuota gyvsidabrio orbita skiriasi nuo to, kas buvo prognozuojama pagal Izaoko Newtono sunkio dėsnį, maždaug septyniasdešimt mylių per metus. Bendrasis reliatyvumas, Alberto Einšteino gravitacijos dėsnis, galėtų paaiškinti neatitikimą, kurį erdvės metu sukelia subtilus metmenys nuo Saulės gravitacijos, greitinančios Merkurijaus orbitą.
Norėdami rasti daugiau informacijos apie susitikimą „Be Einšteino“, apsilankykite http://www-conf.slac.stanford.edu/einstein/.
Originalus šaltinis: Jeilio universiteto pranešimas spaudai
