Egy kutatócsoport szerint egy, a húrelméletet alátámasztó bizonyítékot figyeltek meg
Egy új, még szakértői véleményre váró tanulmány szerint a fizikusok az első bizonyítékot figyelhették meg, amely alátámaszthatja a húrelméletet, és amely végre feltárhatja a sötét energia természetét.
Bizonyítékot találtak a húrelméletre?
A kutatók számításai azt mutatják, hogy a legkisebb léptékeken a téridő egyértelműen kvantumos természetű, ami szöges ellentétben áll azzal a sima, folytonos struktúrával, amelyet a mindennapi életünkben “tapasztalunk”. A kutatás kimutatja, hogy az idő koordinátái nem kommutatívak, vagyis nem felcserélhetőek, tehát a sorrend, ahogy az egyenletekben megjelennek, befolyásolja az eredményeket. Ez a viselkedés hasonlít arra, ahogyan a pozíció és a lendület működik a kvantummechanikában, írja a Live Science.
A húrelmélet egy hipotetikus keretrendszer, amely a kvantummechanikát és az általános relativitást próbálja összehozni. Azt javasolja, hogy az elemi részecskék, mint az elektronok vagy a kvarkok, nem nulla dimenziós pontok, hanem apró, rezgő, egydimenziós húrok. Ezek a húrok különböző rezgési módokban különféle részecskékként jelennek meg, beleértve a gravitont, a hipotetikus kvantumrészecskét, amely felelős a gravitációért.
Furcsaságok a világegyetem tágulásában
1998-ban két külön csoport – a Sloan Cosmology Project és a High Supernova Search Team – felfedezte, hogy a világegyetem tágulása nem lassul, hanem gyorsul. Ezt a megfigyelést szupernóvák vizsgálatával érték el, amelyek vártnál halványabbak voltak. Ez a gyorsulás egy rejtélyes erő jelenlétére utalt, amelyet később sötét energiának neveztek el. Ennek eredete azonban napjainkban is rejtély. Egy elterjedt elmélet szerint a sötét energia a vákuum kvantumfluktuációiból származik, hasonlóan az elektromágneses mezőben megfigyelthez. Azonban a fizikusok, akik megpróbálták kiszámítani a tágulási sebességet ezen az elméleten alapulva, olyan értékeket kaptak, amelyek 120 nagyságrenddel nagyobbak voltak, ami jelentős ellentmondást okozott.
Az NDTV szerint a legújabb megfigyelések a Sötét Energia Színképelemző Műszer (Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI) segítségével pedig csak tovább bonyolították a helyzetet. A standard modell szerint, ha a sötét energia egyszerűen energia lenne, akkor a sűrűsége állandó lenne. A DESI adatai azonban azt mutatják, hogy a gyorsulás sebessége nem statikus, hanem idővel csökken, ami ellentmond a Standard Modell előrejelzéseinek.
Az anyag különböző szintjei a húrelmélet szerint: 1: Anyag; 2: Molekulaszerkezet; 3: Atom; 4: Elektron; 5: Kvarkok; 6: Húrok. MissMJ/Wikimedia
De mi az a húrelmélet?
A kutatók a húrelméletet használták fel, hogy megoldják ezeket az ellentmondásokat. A húrelméletben az elemi részecskék nem pontszerű entitások, hanem apró, rezgő húrok. Ezzel a keretrendszerrel a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a téridő alapvetően kvantumos és nem kommutatív, ami azt jelenti, hogy az egyenletekben a koordináták sorrendje fontos.
A kutatók modellje a sötét energia sűrűségét olyan értékre adta, amely szorosan egyezik a megfigyelési adatokkal, és pontosan megjósolta, hogy ez az energia idővel csökken, ami összhangban van a DESI megfigyeléseivel. Egy különösen érdekes aspektusa a kutatók eredményeinek az, hogy a sötét energia értéke két nagyon különböző hosszúságskálán múlik: a Planck-hosszon, amely a kvantumgravitáció alapvető léptéke, körülbelül 10⁻³³ centiméter, és a világegyetem méretén, amely milliárd fényéveket ölel fel. Ez a kapcsolat a legkisebb és legnagyobb léptékek között a világegyetemben arra utal, hogy a sötét energia mélyen összefügg a téridő kvantumos természetével.
Mi a következő lépés?
A kutatók szerint a kvantumgravitáció komplex interferencia-mintáinak azonosítása lehet egy lehetséges útvonal az elmélet bizonyítására. Ezek a minták nem figyelhetők meg a szokásos kvantumfizikában, de megjelenhetnek a kvantumgravitációban. A laboratóriumi körülmények között történő észlelésük forradalmi teszt lenne a kvantumgravitáció számára.
Bár a kutatók javaslata jelentős elméleti előrelépést jelent, független kísérleti igazolás szükséges az elméletük érvényesítéséhez. A kutatók továbbra is dolgoznak azon, hogy elmélyítsék a kvantumos téridő megértését és további módszereket keressenek elméletük tesztelésére. Ha felfedezéseik igazolódnak, az nemcsak a sötét energia megértésében jelentene nagy előrelépést, hanem a húrelmélet első konkrétabb bizonyítékát is szolgáltatnák – egy régóta keresett cél a fundamentális fizikában.
Érdemes elolvasni:
