Giống như một chút bọt trên đỉnh sóng biển, vũ trụ quan sát được của chúng ta có thể không gì khác hơn là một mảnh ngồi trong rìa của bong bóng không ngừng mở rộng ra một chiều cao hơn.
Mặc dù ý tưởng khó hiểu này nghe có vẻ giống như một giấc mơ gây sốt của nhà vật lý, nhưng thực tế đây là một nỗ lực mới để dung hòa toán học của lý thuyết dây với thực tế của năng lượng tối, một lực lượng vũ trụ bí ẩn, toàn diện hoạt động đối lập đến trọng lực.
Lý thuyết dây là một nỗ lực để hợp nhất hai trụ cột của vật lý thế kỷ 20 - cơ học lượng tử và lực hấp dẫn - bằng cách khẳng định rằng tất cả các hạt là các chuỗi một chiều có rung động xác định các tính chất như khối lượng và điện tích. Lý thuyết này đã được mô tả là đẹp về mặt toán học, và trong một thời gian dài, nó là một trong những ứng cử viên hàng đầu cho cái mà các nhà khoa học gọi là Lý thuyết vạn vật, nghĩa là một khuôn khổ để giải thích tất cả vật lý, phổ biến trong các cuốn sách như Vũ trụ thanh lịch của Brian Greene (Norton, 1999).
Nhưng các nhà lý thuyết dây gần đây đã bị lạc trong một chiến tranh của những suy đoán của riêng họ. Nhiều phiên bản của lý thuyết dây yêu cầu thực tế bao gồm 10 chiều trở lên - ba không gian và một lần chúng ta thường trải nghiệm, cộng với nhiều thứ khác được cuộn lại thành một điểm cực kỳ chặt chẽ. Chính xác làm thế nào những kích thước bổ sung đó được cấu hình xác định các đặc điểm của vũ trụ mà chúng ta cảm nhận được.
Đầu những năm 2000, các nhà nghiên cứu nhận ra rằng lý thuyết dây cho phép có tới 10 ^ 500 (đó là số 1 theo sau là 500 số không) tồn tại, tạo ra một cảnh quan đa vũ trụ trong đó vũ trụ đặc biệt của chúng ta chỉ là một phần nhỏ, như Live Khoa học đã báo cáo trước đây. Nhưng các phương trình lý thuyết dây cũng chủ yếu tạo ra các vũ trụ giả thuyết thiếu năng lượng tối, mà các nhà thiên văn học đã phát hiện ra vào những năm 1990 và hiện đang đẩy nhanh quá trình mở rộng vũ trụ.
Đầu năm nay, các nhà nghiên cứu đã giáng một đòn mạnh vào lý thuyết dây bằng cách cho rằng không một vũ trụ nào trong số gần như vô số vũ trụ mà nó mô tả thực sự chứa năng lượng tối như chúng ta biết. "Ngày càng rõ ràng rằng các mô hình được đề xuất cho đến nay trong lý thuyết dây để mô tả năng lượng tối bị các vấn đề toán học", Ulf Danielsson, đồng tác giả của một bài báo mới xuất bản ngày 27 tháng 12 trên tạp chí Vật lý Đánh giá và một nhà vật lý lý thuyết tại Uppsala Đại học ở Thụy Điển, nói với Khoa học trực tiếp.
Vấn đề cơ bản, Danielsson nói, là các phương trình điều khiển lý thuyết dây nói rằng bất kỳ vũ trụ nào có phiên bản năng lượng tối của chúng ta trong đó sẽ nhanh chóng phân rã và biến mất. "Ý tưởng của chúng tôi là biến vấn đề này thành một đức tính tốt", ông nói.
Cùng với các đồng nghiệp của mình, ông đã xây dựng một mô hình trong đó quá trình làm cho các vũ trụ thấm năng lượng tối này phân rã thực sự thúc đẩy lạm phát của bong bóng được tạo ra từ nhiều chiều. Chúng ta sống trong ranh giới của một trong những bong bóng đang mở rộng này và "năng lượng tối được đốt cháy một cách tinh tế thông qua sự tương tác giữa các bức tường bong bóng mà chúng ta đang sống và các chiều cao hơn", Danielsson viết trong một bài đăng trên blog mô tả lý thuyết mới .
Vụ nổ Big Bang, khi vũ trụ của chúng ta được sinh ra, sau đó trở thành thời điểm bong bóng này bắt đầu mở rộng, theo Danielsson. Các hạt trong vũ trụ của chúng ta chỉ đơn giản là điểm cuối của chuỗi kéo dài ra các chiều không gian bổ sung. Danielsson và các đồng nghiệp quan tâm đến việc kiểm tra xem mô hình của họ có tương thích với các khía cạnh vật lý đã biết khác hay không. Và giả thuyết có thể phục vụ để giúp các nhà vật lý đưa ra những dự đoán có thể quan sát được về vũ trụ sơ khai và các lỗ đen, Danielsson nói.
Nhưng các nhà nghiên cứu khác không mua nó.
"Đây là một tiểu thuyết toán học không có bằng chứng thực nghiệm nào nói về nó", Sabine Hossenfelder, nhà vật lý học tại Viện nghiên cứu nâng cao Frankfurt ở Đức, nói với Live Science.
Hossenfelder đã chỉ trích phần lớn những kiến thức mới nhất về vật lý cơ bản, và đã xuất bản một cuốn sách vào năm ngoái có tên Lost in Math: How Beauty L dẫn Vật lý Astray (Sách cơ bản, 2018). "Các nhà lý thuyết dây đề xuất một số lượng lớn các cấu trúc toán học dường như không có mối quan hệ nào được biết đến để quan sát", cô nói.
Nhưng Danielsson không nghĩ rằng lý thuyết dây sẽ mãi mãi không thể kiểm chứng được, và các cuộc tranh luận hiện tại xung quanh nó đã cung cấp một số kiểm tra về lý thuyết. "Nếu hóa ra lý thuyết dây không thể mang lại năng lượng tối như loại chúng ta quan sát, thì lý thuyết dây không chỉ được kiểm tra, nó đã được chứng minh là sai", ông nói.
