6 월 25 일, Timm Wrase는 비엔나에서 깨어 났으며 새로 게시 된 물리학 용지의 온라인 저장소를 구체적으로 스크롤했습니다. 하나의 제목은 그를 완전히 의식으로 놀라게했습니다.
이 논문은 하버드 대학교의 저명한 문자열 이론가 Cumrun Vafa와 협력자들에 의해 어떤 종류의 우주가 존재하고 금지되는 어떤 종류의 우주가 어떤 종류의 우주를 지시하는 간단한 공식을 추측했다. 문자열 이론은 양자 물리학과 함께 중력의 힘을 직조하는“모든 것의 이론”의 주요 후보자 인 현악 이론은 모든 물질과 힘을 작은 에너지 가닥의 진동으로 정의합니다. 이 이론은 가능한 우주의 광대하고 다양한 "풍경"이라는 10 가지 해결책을 허용합니다. Wrase와 Vafa와 같은 현악 이론가들은이 가능성의 풍경에 우리의 특정 우주를 배치하기 위해 수년간 노력해 왔습니다.
그러나 이제 Vafa와 그의 동료들은 끈 풍경에서 우리와 같은 우주가 존재하지 않는다고 추측했습니다. 추측이 정확하다면, Wrase와 다른 현악 이론가들은 즉시 깨달았다. 우주는 이전에 추정 된 것과 크게 다르거나 끈 이론이 잘못되어야한다.
그날 아침 유치원을 내린 후 Wrase는 비엔나 기술 대학에서 일하러 갔다. 같은 날, 일본 오키나와에서 VAFA는 Worldwide Worldwide에 의해 스트리밍 된 Strings 2018 Conference에서 추측을 발표했습니다. 토론은 현장 및 오프 사이트에서 발생했습니다. Wrase는“이것은 즉시``이것은 틀렸어 야한다 ''고 말한 사람들이 있었다. 다른 사람들은‘아, 나는 몇 년 동안이 말을 해왔다’고 말했다. 그는 혼란이 있었지만“물론 큰 흥분도 덧붙였다. 이 추측이 옳다면 우주론에 많은 영향을 미칩니다.”
연구원들은 추측을 테스트하고 그 의미를 탐구하려고 노력했습니다. Wrase는 이미 추측의 개선으로 이어질 수있는 논문을 포함하여 이미 두 가지 논문을 작성했으며 대부분 그의 가족과 휴가 중에는 대부분의 논문을 작성했습니다. 그는“이것은 매우 흥미 롭습니다. 나는 그것을 더 일하고 공부해야한다.”
Vafa, Georges Obied, Hirosi Ooguri 및 Lev Spodyneiko의 6 월 25 일 논문에서 제기 된 추측 된 공식은 이틀 후 Vafa, Obied, Prateek Agrawal 및 Paul Steinhardt가 발표 한 두 번째 논문에서 더 탐구했습니다. 이 규칙은 모든 간단한 현악 이론 기반 우주 모델에서 사실 인 것으로 보인다. 그러나 그것은 실제 우주에 대한 두 가지 광범위한 믿음을 위반합니다. 그것은 우주의 오늘날 확장에 대한 받아 들여진 그림과 폭발적인 출생의 주요 모델을 불가능하다고 생각합니다.
.문제의 암흑 에너지
1998 년 이래, 망원경 관찰 결과에 따르면 우주가 항상 점점 더 빠르게 확장되고 있음을 보여 주었으며, 빈 공간의 진공 청소기는 중력으로 반발하는“암흑 에너지”가 주입되어야 함을 의미합니다.
.또한 빈 공간에 주입 된 암흑 에너지의 양은 시간이 지남에 따라 일정하게 유지되는 것처럼 보입니다 (누구나 말할 수있는 가장 좋은 사람)
그러나 새로운 추측은 우주의 진공 에너지가 감소해야한다고 주장한다.
VAFA와 동료들은“De Sitter Universes”로 알려진 안정적이고 일정한 양의 진공 에너지를 가진 우주는 불가능하다고 주장합니다. String Theorists는 1998 년 Dark Energy의 발견 이후 안정적인 De Sitter Universes의 설득력있는 끈끈한 모델을 건설하기 위해 힘들게 어려움을 겪었습니다. 그러나 VAFA가 옳다면 그러한 노력은 논리적 불일치로 가라 앉을 수밖에 없다. De Sitter Univers는 풍경이 아니라“Swampland”에 있습니다. "일관성이 있지만 궁극적으로 일관성이없고, 나는 그것들을 Swampland라고 부릅니다."라고 그는 최근에 설명했습니다. “그들은 거의 풍경처럼 보입니다. 당신은 그들에게 속일 수 있습니다. 당신은 그들을 건설 할 수 있다고 생각하지만 할 수는 없습니다.”
이“De Sitter Swampland 추측”에 따르면, 가능한 모든 논리적 우주에서 진공 에너지는 떨어지거나 언덕을 굴리는 공과 같은 가치가 떨어지거나 안정적인 음수 값을 얻어야합니다. (안정적인 부정적인 용량의 진공 에너지를 갖는 소위“anti-de sitter”우주는 문자열 이론에서 쉽게 구성 될 수 있습니다.)
추측은 사실이라면, 우리 우주의 암흑 에너지의 밀도가 일정 할 수는 없지만 대신 수십억 년에 걸쳐 점차적으로 줄어든 에너지 원인“Quintessence”라는 형태를 취해야한다는 것을 의미합니다. 여러 망원경 실험이 현재 우주가 일정한 가속 속도로 확장되는지 여부를보다 정확하게 조사하기 위해 진행되고 있으며, 이는 새로운 공간이 만들어지면 새로운 어두운 에너지가 비례하는 양의 새로운 암흑 에너지가 발생한다는 것을 의미합니다. 고지의 발견은 코스모스의 역사와 미래를 다시 작성하는 것을 포함하여 기본 물리학과 우주론에 혁명을 일으킬 것입니다. 큰 립에서 찢어지는 대신, 전형적인 우주는 점차 감속 될 것이며 대부분의 모델에서 결국 큰 크런치 또는 큰 바운스에서 확장과 계약을 중단 할 것입니다.
프린스턴 대학교의 우주 학자이자 VAFA의 공동 저자 중 한 명인 폴 스타 인 하르트 (Paul Steinhardt)는 향후 몇 년 동안 암흑 에너지의 밀도가 변하고 있는지 여부에 대한 암흑 에너지 조사, Wfirst 및 유클리드 망원경으로“모든 눈이 켜져 있어야한다”고 말했다. Steinhardt는“정지 성과 일치하지 않는다면 Swampland 아이디어가 잘못되었거나 현악 이론이 잘못되었거나 둘 다 잘못되었거나 잘못되었음을 의미합니다.”
포위에 따른 인플레이션
그다지 크게, 새로운 Swampland 추측은 우주의 탄생에 대한 널리 알려진 이야기, 즉 우주 인플레이션으로 알려진 빅뱅 이론에 대해 의심을 불러 일으킨다. 이 이론에 따르면, 시공간의 미세한 에너지 주입 된 얼룩이 빠르게 팽창하여 우리가 거주하는 거시적 우주를 형성했습니다. 이론은 부분적으로 우주가 어떻게 거대하고 매끄럽고 평평 해졌는지 설명하기 위해 고안되었습니다.
그러나 우주 인플레이션을 이끌어 낸 에너지의 가상의 "풍부한 필드"는 VAFA의 공식과 잘 어울리지 않습니다. 그 공식을 준수하기 위해, Laton Field의 에너지는 아마도 부드럽고 평평한 우주를 형성하기 위해 너무 빨리 감소해야했을 것입니다. 따라서 추측은 많은 인기있는 우주 인플레이션 모델을 제거합니다. 앞으로 Simons 전망대와 같은 망원경은 우주 인플레이션의 결정적인 서명을 찾아 경쟁 아이디어에 대해 테스트 할 것입니다.
그 동안, 일반적으로 연합 된 전선을 형성하는 끈 이론가들은 추측에 대해 동의하지 않을 것이다. Stanford University의 물리 교수이자 인플레이션의 현악 이론 모델을 구성하려는 노력의 리더 인 Eva Silverstein은 그것이 거짓 일 가능성이 매우 높다고 생각합니다. 그녀의 남편 인 스탠포드 교수 인 Shamit Kachru도 마찬가지입니다. 그는 유명한 2003 년 논문 (저자의 이니셜로 알려진) 인 KKLT에서 첫 번째 "K"로, 시터 우주를 건설하는 데 사용될 수있는 끈끈한 성분을 제안했습니다. Vafa의 공식은 Silverstein과 Kachru의 건축이 모두 작동하지 않을 것이라고 말합니다. Silverstein은“우리는 가족의 이러한 추측에 포위되었습니다. 그러나 그녀의 견해로는, 가속화 된 확장 모델은 이전보다 새로운 논문에 비추어 더 이상 불쾌하지 않습니다. "그들은 본질적으로 그 것들이 존재하지 않는다고 추측하고 있으며, 매우 제한적이고 어떤 경우에는 매우 모호한 분석을 인용합니다."라고 그녀는 말했습니다.
뉴욕 대학교의 현악 이론가이자 우주 학자 인 Matthew Kleban도 인플레이션 모델을 다루고 있습니다. 그는 새로운 Swampland 추측이 매우 투기적이고“램프 포스트 추론”의 예라고 강조했다. 그러나 그는 기존의 증거에 근거하여 추측이 사실 일 수 있음을 인정합니다. Kleban은“현악 이론에 대해서는 사실 일 수 있으며, 현악 이론은 세상을 묘사하지 않을 수도 있습니다. “어쩌면 암흑 에너지가 위조되었습니다. 분명히 그것은 매우 흥미로울 것입니다.”
SwamPland를 매핑
De Sitter Swampland 추측과 미래의 실험이 실제로 현악 이론을 위조 할 수있는 힘을 가지고 있는지 여부는 여전히 남아 있습니다. 2000 년대 초 끈 이론이 10 개의 솔루션과 같은 것이 우리의 하나의 우주의 속성을 독창적이고 필연적으로 예측할 수있는 꿈을 죽였다는 발견. 이론은 거의 모든 관찰을 뒷받침 할 수있는 것처럼 보였고 실험적으로 테스트하거나 반증하기가 매우 어려워졌습니다.
2005 년에 VAFA와 협력자 네트워크는 절대적으로 사실이어야 할 자연의 기본 특징을 매핑하여 가능성을 무너 뜨리는 방법에 대해 생각하기 시작했습니다. 예를 들어, 그들의“약한 중력 추측”은 중력이 모든 논리 우주에서 항상 가장 약한 힘이어야한다고 주장합니다. 그러한 요구 사항을 충족시키지 못하는 상상의 우주는 풍경에서 스웨밍으로 던져집니다. 이러한 수수께끼의 추측 중 다수는 캘리포니아 기술 연구소 (California Institute of Technology)의 이론적 물리학 자이자 VAFA 최초의 스와 팜드 공동 작업자 중 하나 인 Hirosi Ooguri는“매우 견고한 이론적 발판”이라고 말했다. 예를 들어, 약한 중력 추측은 문자열 이론이 양자 중력의 올바른 이론인지 여부와 무관하게, 일반적으로 보류되는 것으로 의심되는 많은 증거를 축적했습니다.
풍경이 끝나고 스와 폴란드가 시작되는 위치에 대한 직관은 수십 년 동안의 우주 모델을 구성하기위한 노력에서 파생됩니다. 이 프로젝트의 주요 과제는 현악 이론이 10 개의 시공간 차원의 존재를 예측한다는 것입니다. 끈 이론가들은 6 개의 여분의 공간 치수가 작아야한다고 주장한다. 조경은 이러한 추가 차원을 구성하는 모든 다른 방법에서 비롯됩니다. 그러나 가능성은 거대하지만 Vafa와 같은 연구자들은 일반적인 원칙이 나타나는 것을 발견했습니다. 예를 들어, 컬링 치수는 일반적으로 안쪽으로 중력으로 계약하기를 원하지만 전자기장과 같은 필드는 모든 것을 분리하는 경향이 있습니다. 간단하고 안정적인 구성에서, 이러한 효과는 음성 진공 에너지를 가지고 안티 데터 우주를 생성함으로써 균형을 이룹니다. 진공 에너지를 양성으로 돌리는 것은 어렵습니다. Vafa는“보통 물리학에서는 일반적인 현상의 간단한 예가 있습니다. “De Sitter는 그런 것이 아닙니다.”
Kachru, Renata Kallosh, Andrei Linde 및 Sandip Trivedi의 KKLT 논문은 긍정적이고 지속적인 진공 에너지를 구성하는 도구로 사용될 수있는“플럭스”,“인스턴톤”및“반 -D- 브레인”과 같은 끈끈한 트래핑을 제안했습니다. 그러나 이러한 구조는 복잡하며 수년에 걸쳐 불안정성이 확인되었습니다. Kachru는“심각한 의심”이 없다고 말했지만 많은 연구자들은 KKLT 시나리오가 결국 안정적인 데터 우주를 생산하지 않는다고 의심했습니다.
.Vafa는 확실히 안정적인 De Sitter Universe 모델에 대한 공동 검색이 오래 지속되었다고 생각합니다. 그의 추측은 무엇 보다도이 문제를 압박하기위한 것입니다. 그의 견해로는, 끈 이론가들은 끈 이론이 실제로 우리 세상을 묘사 할 수 있는지 여부를 알아 내기 위해 충분히 동기를 부여하지 않았으며, 대신 줄의 풍경이 거대하기 때문에 아무도 어디에 어디에 있는지 모르는 경우에도 우리를위한 장소가 있어야한다는 태도를 취한다. "현악 이론에서 공동체의 대부분은 여전히 De Sitter Cructions [기존] 측면에 있습니다."라고 그는 말했다. 그러므로 우리는 그 유형의 예를 더 잘 가지고 있습니다.””
그의 추측은 Wrase와 같은 연구자들이 안정적인 De Sitter Countermous를 찾고있는 반면, 다른 사람들은 전형적인 우주의 작은 끈적 끈적한 모델을 가진 장난감과 같은 공동체를 행동으로 이끌었습니다. Vafa는“나는 추측이 참인지 거짓인지 알고 싶어 할 것”이라고 말했다. “질문을 제기하는 것은 우리가해야 할 일입니다. 그리고 그것에 대한 증거를 찾거나 반대하는 증거를 찾는 것 - 그것이 우리가 진전을 이루는 방법입니다.”
이 기사는 Theatlantic.com 및 Spektrum.de에서 재 인쇄되었습니다.
