Всесвіт без Айнштайна: чому фізики більше не шукають теорію усього

Айнштайн свого часу визначив основну мету сучасної науки: пошук єдиної теорії, «теорії всього», яка пояснила б, чому Всесвіт, у якому ми живемо, не може виглядати та функціонувати інакше.

«Мені цікаво, чи був у Господа хоч якийсь вибір під час створення світу» –  ось що писав Айнштайн.

Вибач, Альберте.

Минулого літа в науковому журналі Quanta вийшла стаття під назвою «Законів фізики не існує». Її автор – Робберт Дійкграаф, директор Інституту перспективних досліджень, в якому Айнштайн провів 22 роки свого життя.

Доктор Дійкграаф пише про лячний розгалужений лабіринт можливостей — майже нескінченної мережі зі слабкими взаємозв'язками, що складається з альтернативних версій реальності.

Існують окремі всесвіти для кожного кошмару, який ви бачили уві сні, і в кожній з них діють свої  фундаментальні закони фізики.

Цей ландшафт альтернативних можливостей, відомий як Мульти всесвіт, активно використовується в теорії струн, яка явно переплюнула Айнштайна за рівнем наукової фантазії.

Теорія струн об'єднує в собі уявлення про гравітацію, яка оперізує космос, з квантовою механікою, яка описує чинний в ньому хаос. У теорії струн фундаментальні компоненти всього, що існує представлені у вигляді крихітних струн енергії (квантових струн), що випускають коливання в 11 вимірах.

XX століття було абсолютно не готове до появи теорії струн, XXI століття дозволило їй стрімко розвиватися. Але, щоб теорія струн показала свою повну міць, знадобиться час та генії — математики XXII століття.

Результатом цієї теорії став лабіринт математичних рішень в кількості 10⁵⁰⁰, де кожне рішення відповідає одній з потенційних всесвітів. Якась з цих  — наша, але це не точно. Такі справи.

Доктор Дійкграаф пише: «Якщо наш світ — лише одна з багатьох варіацій, що нам робити з рештою? Погляд сучасної фізики на Всесвіт — це повна протилежність уявленням Айнштайна про єдиний космос ».

Дійкграаф, до речі, зазначив, що заголовок до своєї статті вигадав не він, і вважає його занадто гучним. Можливо, за теорією струн все ж є якийсь єдиний фундаментальний принцип. Однак ніхто, в тому числі й творці теорії, навіть і припустити не можуть, яким може бути цей принцип.
Як вчені винайшли теорію струн? До цього призвело відкриття загадкової сили, «темної енергії», яка прискорює розширення Всесвіту, віддаляючи галактики одна від одної з усе більшою швидкістю.

Темна енергія має всі ознаки космологічної сталої, яку Айнштайн вводив у свої рівняння в теорії відносності, але потім відмовився від неї. Однак експериментальне значення цієї космологічної сталої відрізняється від теоретичної на 10⁶⁰ (це вкрай великий розрив між розрахунковою й експериментальною величинами. Це явище навіть отримало назву «проблеми космологічної сталої». – Прим. Ред.).

Поки що фізики дають єдине пояснення цієї проблеми: можливо, у всіх альтернативних всесвітів ця постійна приймає випадкове значення. Це означає, що ми живемо в одній з тих всесвітів, де кількість темної енергії дозволяє сформуватися зіркам і галактикам там, де це цілком можливо.

Інші фізики вважають ландшафт теорії струн логічним продовженням коперниківської революції: якщо Земля може не бути центром Сонячної системи та єдиною планетою, наш всесвіт теж може бути не єдиною.

Існує і група вчених, які вважають ідею мульти всесвіту епістемологічним абсурдом, гілкою пізнання, засновану на бездоказових спекуляціях.

Довгоочікуване відкриття бозона Хіггса у 2012 році стало останньою цеглинкою у фундаменті амбітної теоретичної конструкції в фізиці елементарних частинок, відомої як Стандартна модель елементарних частинок.

Стандартна модель пояснює всі форми матерії та енергії, крім темної матерії й енергії. Фізики всього світу шукали відхилення в Стандартної моделі за допомогою Великого адронного колайдера, зіштовхуючи трильйони протонів. Знайдений бозон Хіггса поводиться відповідно до пророкувань Стандартної моделі.

Це найбільше інтелектуальне досягнення, але воно не зовсім радісне. Відсутність невідповідностей не допоможе поглибити чинну теорію. Наприклад, вченим дуже хотілося, але не вдалося знайти підтвердження суперсиметрії — теорії про те, що у кожної елементарної частинки є набагато важчий «суперпартнер». Але ж ця теорія могла б зв'язати воєдино фізичні сили й розширила б наші уявлення про елементарні частинки (куди б можна було включити й темну матерію).