นักฟิสิกส์อ้างว่าพวกเขาอาจพบคำอธิบายที่รอคอยมานานสำหรับพลังงานมืดซึ่งเป็นพลังลึกลับที่ผลักดันการขยายตัวของจักรวาลซึ่งเป็นคำแนะนำการศึกษาก่อนกำหนดใหม่
การคำนวณของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าในระดับที่เล็กที่สุดเวลาว่างจะทำงานในรูปแบบควอนตัมที่ลึกซึ้งแตกต่างกันอย่างมากจากโครงสร้างที่ราบรื่นและต่อเนื่องที่เราพบในชีวิตประจำวัน จากการค้นพบของพวกเขาพิกัดของเวลาอวกาศไม่ได้ "เดินทาง"-หมายถึงลำดับที่พวกเขาปรากฏในสมการมีผลต่อผลลัพธ์ สิ่งนี้คล้ายกับตำแหน่งและความเร็วของอนุภาค-
หนึ่งในผลกระทบที่โดดเด่นที่สุดของระยะเวลาควอนตัมนี้ตามที่คาดการณ์ไว้คือมันนำไปสู่การเร่งความเร็วของจักรวาลตามธรรมชาติ ยิ่งไปกว่านั้นนักวิจัยพบว่าอัตราการเร่งความเร็วนี้ลดลงเมื่อเวลาผ่านไปสอดคล้องกันอย่างน่าทึ่งกับการสังเกตล่าสุดจากเครื่องมือสเปกโทรสโกปี (DESI)
"ดูผ่านเลนส์ในงานของเราคุณอาจนึกถึงในฐานะที่เป็นหลักฐานการสังเกตแรกที่สนับสนุนทฤษฎีสตริงและอาจเป็นผลที่สังเกตได้ครั้งแรกของทฤษฎีสตริงและแรงโน้มถ่วงควอนตัม "ผู้ร่วมเขียนการศึกษาMichael Kavicศาสตราจารย์ที่ SUNY OLD WESTBURY บอกวิทยาศาสตร์สดทางอีเมล
ความลึกลับของการขยายตัวของจักรวาล
ในปี 1998 สองทีมอิสระ-โครงการ Cosmology Supernova และทีมค้นหา Supernova High-Z Supernova-ค้นพบว่าการขยายตัวของจักรวาลไม่ได้ชะลอตัวลงตามที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ พวกเขามาถึงข้อสรุปนี้โดยการศึกษาซุปเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกลซึ่งปรากฏหรี่ลงกว่าที่คาดไว้ การเร่งความเร็วนี้ทำให้เกิดพื้นที่ของเอนทิตีลึกลับที่ลึกลับต่อมาขนานนาม-
ที่เกี่ยวข้อง:
อย่างไรก็ตามต้นกำเนิดของพลังงานมืดยังคงเข้าใจยาก สมมติฐานที่เป็นที่นิยมแสดงให้เห็นว่ามันเกิดขึ้นจากความผันผวนของควอนตัมในสุญญากาศคล้ายกับที่เห็นในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า กระนั้นเมื่อนักฟิสิกส์พยายามคำนวณอัตราการขยายตัวตามความคิดนี้พวกเขามาถึงค่าที่มีขนาด 120 คำสั่งขนาดใหญ่เกินไป - ความแตกต่างที่ส่าย
การสังเกต Desi ล่าสุดซับซ้อนยิ่งขึ้น ตามหากพลังงานมืดเป็นเพียงพลังงานสูญญากาศความหนาแน่นของมันควรคงที่ตลอดเวลา อย่างไรก็ตามข้อมูล DESI ระบุว่าอัตราการเร่งความเร็วไม่ได้รับการแก้ไข แต่จะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป - สิ่งที่โมเดลมาตรฐานไม่ได้คาดการณ์
การแก้ไขความลึกลับด้วยทฤษฎีสตริง
เพื่อจัดการกับความไม่สอดคล้องกันเหล่านี้นักวิจัยได้หันไปใช้ทฤษฎีสตริงซึ่งเป็นหนึ่งในผู้สมัครชั้นนำสำหรับทฤษฎีควอนตัมของแรงโน้มถ่วง ซึ่งแตกต่างจากแบบจำลองมาตรฐานซึ่งปฏิบัติต่ออนุภาคเบื้องต้นเช่นเดียวกับจุดที่มีลักษณะคล้ายกับทฤษฎีสตริงเสนอว่าพวกมันมีขนาดเล็ก, สั่นสะเทือน, วัตถุหนึ่งมิติที่เรียกว่าสตริง สตริงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับโหมดการสั่นสะเทือนก่อให้เกิดอนุภาคที่แตกต่างกัน - รวมถึง graviton ผู้ให้บริการควอนตัมสมมุติฐานของ-
ในใหม่กระดาษที่โพสต์ในฐานข้อมูล preprint arxiv แต่ยังไม่ได้รับการตรวจสอบโดยนักฟิสิกส์ Sunhaeng Hur, Djordje Minic, Tatsu Takeuchi (Virginia Tech), Vishnu Jejjala (มหาวิทยาลัย Witwatersrand) และ Michael Kavic
โดยการแทนที่คำอธิบายของแบบจำลองมาตรฐานของอนุภาคด้วยเฟรมเวิร์กจากทฤษฎีสตริงนักวิจัยพบว่าอวกาศ-เวลาเองนั้นเป็นควอนตัมและการสื่อสารที่ไม่ได้ใช้งานโดยเนื้อแท้ซึ่งหมายถึงลำดับที่พิกัดปรากฏในสมการสำคัญ
การออกจากฟิสิกส์คลาสสิกนี้ทำให้พวกเขาได้รับคุณสมบัติของพลังงานมืดไม่เพียง แต่จากข้อมูลการทดลอง แต่โดยตรงจากทฤษฎีทางกายภาพพื้นฐาน แบบจำลองของพวกเขาไม่เพียง แต่ให้ความหนาแน่นของพลังงานมืดที่ตรงกับข้อมูลการสังเกตอย่างใกล้ชิด แต่ยังคาดการณ์ได้อย่างถูกต้องว่าพลังงานนี้ควรลดลงเมื่อเวลาผ่านไปสอดคล้องกับการค้นพบของ Desi
หนึ่งในแง่มุมที่โดดเด่นที่สุดของผลลัพธ์ของพวกเขาคือค่าของพลังงานมืดขึ้นอยู่กับเครื่องชั่งความยาวที่แตกต่างกันสองอย่างอย่างมากมาย: ความยาวของพลังค์, ระดับพื้นฐานของแรงโน้มถ่วงควอนตัมซึ่งประมาณ10⁻³ centimeters; และขนาดของจักรวาลซึ่งเป็นพันล้านปีแสงข้าม การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องชั่งที่เล็กที่สุดและใหญ่ที่สุดในจักรวาลนั้นมีความผิดปกติอย่างมากในฟิสิกส์และแสดงให้เห็นว่าพลังงานมืดนั้นเชื่อมโยงอย่างลึกซึ้งกับธรรมชาติควอนตัมของเวลาอวกาศ
“ สิ่งนี้บอกใบ้ถึงการเชื่อมต่อที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นระหว่างแรงโน้มถ่วงควอนตัมและคุณสมบัติพลวัตของธรรมชาติที่ควรจะคงที่” Kavic กล่าว "มันอาจกลายเป็นว่าการเข้าใจผิดขั้นพื้นฐานที่เราดำเนินการกับเราคือคุณสมบัติการกำหนดขั้นพื้นฐานของจักรวาลของเรานั้นคงที่เมื่อในความเป็นจริงพวกเขาไม่ได้"
การทดสอบทดลองและโอกาสในอนาคต
แม้ว่าคำอธิบายของทีมเกี่ยวกับการขยายตัวของจักรวาลจะเป็นการพัฒนาทางทฤษฎีที่สำคัญ แต่จำเป็นต้องมีการทดสอบการทดลองอิสระเพื่อยืนยันแบบจำลองของพวกเขา นักวิจัยได้เสนอวิธีที่เป็นรูปธรรมในการทดสอบความคิดของพวกเขา
หลักฐานหนึ่งบรรทัด "เกี่ยวข้องกับการตรวจจับรูปแบบการรบกวนควอนตัมที่ซับซ้อนซึ่งเป็นไปไม่ได้ในฟิสิกส์ควอนตัมมาตรฐาน แต่ควรเกิดขึ้นในแรงโน้มถ่วงควอนตัม" Minic กล่าวเสริม
สัญญาณรบกวนเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเช่นคลื่นแสงหรือสสารซ้อนทับและขยายหรือยกเลิกกันสร้างรูปแบบลักษณะ ในกลศาสตร์ควอนตัมทั่วไปการรบกวนเป็นไปตามกฎที่เข้าใจได้ดีโดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับเส้นทางควอนตัมสองเส้นทางขึ้นไป อย่างไรก็ตามการรบกวนที่มีลำดับสูงกว่าซึ่งคาดการณ์โดยแบบจำลองแรงโน้มถ่วงควอนตัมบางแบบ-แนะนำการโต้ตอบที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งเกินกว่ารูปแบบมาตรฐานเหล่านี้ การตรวจจับเอฟเฟกต์ดังกล่าวในห้องปฏิบัติการจะเป็นการทดสอบที่ก้าวล้ำของแรงโน้มถ่วงควอนตัม
"นี่คือการทดลองบนโต๊ะที่สามารถทำได้ในอนาคตอันใกล้ - ภายในสามถึงสี่ปี"
“ มีความหมายมากมายเกี่ยวกับวิธีการของเราในการสร้างแรงโน้มถ่วงควอนตัม” กล่าวDjordje Minicนักฟิสิกส์ที่ Virginia Tech และผู้เขียนหนังสือพิมพ์ในอีเมล หลักฐานหนึ่งบรรทัด "เกี่ยวข้องกับการตรวจจับรูปแบบการรบกวนควอนตัมที่ซับซ้อนซึ่งเป็นไปไม่ได้ในฟิสิกส์ควอนตัมมาตรฐาน แต่ควรเกิดขึ้นในแรงโน้มถ่วงควอนตัม" Minic กล่าวเสริม
สัญญาณรบกวนเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเช่นคลื่นแสงหรือสสารซ้อนทับและขยายหรือยกเลิกกันสร้างรูปแบบลักษณะ ในกลศาสตร์ควอนตัมทั่วไปการรบกวนเป็นไปตามกฎที่เข้าใจได้ดี อย่างไรก็ตามแบบจำลองแรงโน้มถ่วงควอนตัมบางแบบแนะนำการโต้ตอบที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งนอกเหนือไปจากรูปแบบมาตรฐานเหล่านี้ การตรวจจับเอฟเฟกต์ดังกล่าวในห้องปฏิบัติการจะเป็นการทดสอบที่ก้าวล้ำของแรงโน้มถ่วงควอนตัม
"นี่คือการทดลองบนโต๊ะที่สามารถทำได้ในอนาคตอันใกล้ - ภายในสามถึงสี่ปี"
ในระหว่างนี้นักวิจัยไม่ได้รอการยืนยันการทดลอง พวกเขายังคงปรับแต่งความเข้าใจเกี่ยวกับเวลาอวกาศควอนตัมเช่นเดียวกับการสำรวจช่องทางเพิ่มเติมสำหรับการทดสอบทฤษฎีของพวกเขา
หากได้รับการยืนยันการค้นพบของพวกเขาจะทำเครื่องหมายการพัฒนาครั้งสำคัญไม่เพียง แต่ในการอธิบายพลังงานมืด แต่ยังให้หลักฐานที่เป็นรูปธรรมครั้งแรกสำหรับทฤษฎีสตริง-เป้าหมายที่ต้องการมายาวนานในฟิสิกส์พื้นฐาน
