Tín dụng hình ảnh: Hubble
Các nhà khoa học nghiên cứu về Vụ nổ lớn nói rằng có thể một ngày nào đó lý thuyết dây có thể được kiểm tra bằng thực nghiệm thông qua các phép đo của chế độ dư âm Big Bang.
Richard Easther, trợ lý giáo sư vật lý tại Đại học Yale sẽ thảo luận về khả năng tại một cuộc họp tại Đại học Stanford vào thứ Tư, ngày 12 tháng 5, với tựa đề là Beyond Beyond Einstein: Từ Vụ nổ lớn đến Lỗ đen. Các đồng nghiệp của Easther, là Brian Greene của Đại học Columbia, William Kinney của Đại học Buffalo, SUNY, Hiranya Peiris của Đại học Princeton và Gary Shiu của Đại học Wisconsin.
Lý thuyết dây cố gắng thống nhất vật lý của lớn (trọng lực) và nhỏ (nguyên tử). Hiện tại chúng được mô tả bởi hai lý thuyết, thuyết tương đối rộng và lý thuyết lượng tử, cả hai đều có khả năng không đầy đủ.
Các nhà phê bình đã coi thường lý thuyết dây là một triết lý của người Viking không thể kiểm tra được. Tuy nhiên, kết quả của Easther và các đồng nghiệp của ông cho thấy bằng chứng quan sát hỗ trợ lý thuyết dây có thể được tìm thấy trong các phép đo cẩn thận của Nền vi sóng vũ trụ (CMB), ánh sáng đầu tiên xuất hiện sau Vụ nổ lớn.
East Trong Big Bang, sự kiện mạnh mẽ nhất trong lịch sử Vũ trụ, chúng ta thấy những năng lượng cần thiết để tiết lộ những dấu hiệu tinh tế của lý thuyết dây, theo ông Easther.
Lý thuyết dây chỉ tiết lộ bản thân trong khoảng cách cực nhỏ và ở mức năng lượng cao. Thang đo Planck đo được 10 - 35 mét, khoảng cách ngắn nhất về mặt lý thuyết có thể được xác định. So sánh, một nguyên tử hydro nhỏ bé, dài 10-10 mét, rộng gấp mười nghìn tỷ tỷ lần. Tương tự, các máy gia tốc hạt lớn nhất tạo ra năng lượng 1015 volt điện tử bằng cách va chạm các hạt nguyên tử phụ. Mức năng lượng này có thể tiết lộ tính chất vật lý của lý thuyết lượng tử, nhưng vẫn thấp hơn khoảng một nghìn tỷ lần so với năng lượng cần thiết để kiểm tra lý thuyết dây.
Các nhà khoa học nói rằng các lực cơ bản của Vũ trụ - lực hấp dẫn (được xác định bằng thuyết tương đối rộng), lực điện từ, lực phóng xạ yếu yếu và lực hạt nhân mạnh mẽ (tất cả được xác định bởi lý thuyết lượng tử) - đã hợp nhất trong tia chớp năng lượng cao của Big Bang, khi tất cả vật chất và năng lượng bị giới hạn trong phạm vi nguyên tử phụ. Mặc dù Vụ nổ lớn xảy ra gần 14 tỷ năm trước, hậu quả của nó, CMB, vẫn phủ kín toàn bộ vũ trụ và chứa một bản ghi hóa thạch về những khoảnh khắc đầu tiên của thời gian.
Đầu dò bất đẳng hướng vi sóng Wilkinson (WMAP) nghiên cứu CMB và phát hiện sự khác biệt nhiệt độ tinh tế, trong bức xạ đồng nhất phần lớn này, phát sáng chỉ ở mức 2,73 độ C trên độ không tuyệt đối. Tính đồng nhất là bằng chứng của lạm phát trên mạng xã hội, một giai đoạn khi sự mở rộng của Vũ trụ tăng tốc nhanh chóng, khoảng 10-33 giây sau Vụ nổ lớn. Trong thời kỳ lạm phát, Vũ trụ đã phát triển từ quy mô nguyên tử lên quy mô vũ trụ, tăng quy mô gấp trăm nghìn tỷ tỷ lần. Trường năng lượng thúc đẩy lạm phát, giống như tất cả các trường lượng tử, chứa biến động. Những dao động này, bị khóa trong nền vi sóng vũ trụ như sóng trên một cái ao đóng băng, có thể chứa bằng chứng cho lý thuyết dây.
Easther và các đồng nghiệp đã so sánh sự giãn nở vũ trụ nhanh chóng xảy ra ngay sau Vụ nổ lớn để phóng to một bức ảnh để lộ các pixel riêng lẻ. Trong khi vật lý ở quy mô Planck tạo ra một gợn sóng có chiều ngang 10 - 35 mét, nhờ sự mở rộng của Vũ trụ, sự dao động có thể kéo dài trong nhiều năm ánh sáng.
Easther nhấn mạnh rằng đây là một cú đánh dài mà lý thuyết dây có thể để lại những hiệu ứng có thể đo được trên nền vi sóng bằng cách thay đổi một cách tinh tế mô hình của các điểm nóng và lạnh. Tuy nhiên, lý thuyết dây rất khó để kiểm tra bằng thực nghiệm đến nỗi bất kỳ cơ hội nào cũng đáng để thử. Những người kế nhiệm WMAP, như CMBPol và sứ mệnh châu Âu, Planck, sẽ đo CMB với độ chính xác chưa từng có.
Các sửa đổi đối với CMB phát sinh từ lý thuyết dây có thể sai lệch so với dự đoán tiêu chuẩn về chênh lệch nhiệt độ trong nền vi sóng vũ trụ tới 1%. Tuy nhiên, việc tìm ra một sai lệch nhỏ so với lý thuyết thống trị không phải là không có tiền lệ. Như một ví dụ, quỹ đạo đo của Mercury khác với những gì đã được dự đoán bởi định luật hấp dẫn Isaac Newton khoảng bảy mươi dặm một năm. Thuyết tương đối rộng, định luật hấp dẫn của Albert Einstein, có thể giải thích cho sự khác biệt gây ra bởi một sự cong vênh tinh tế trong không thời gian từ quỹ đạo của lực lượng mặt trời siêu tốc Sun Sun.
Hãy tham khảo trang web http://www-conf.slac.stanford.edu/einstein/ để biết thêm thông tin về cuộc họp của Beyond Beyond Einstein.
Nguồn gốc: Tin tức Đại học Yale
