Som en smule skum på toppen af en havbølge, er vores observerbare univers måske ikke andet end en sliver, der sidder inden for kanten af en boble, der konstant udvides til en højere dimension.
Selvom denne forbløffende idé muligvis lyder som noget ud af en fysiker's feberdrøm, er det faktisk en ny bestræbelse på at forene strengteoriens matematik med virkeligheden af mørk energi, en mystisk, altomtrængende kosmisk kraft, der virker i opposition til tyngdekraften.
Stringteori er et forsøg på at forene de to søjler i det 20. århundredes fysik - kvantemekanik og tyngdekraft - ved at antage, at alle partikler er en-dimensionelle strenge, hvis vibrationer bestemmer egenskaber som masse og ladning. Teorien er blevet beskrevet som matematisk smuk, og har i lang tid været en af de førende udfordrere for det, forskere kalder en teori om alt, hvilket betyder en ramme til at forklare al fysik, populariseret i bøger som Brian Greene's The Elegant Universe (Norton, 1999).
Men strengteoretikere er for nylig gået tabt i en advarsel om deres egne spekulationer. Mange versioner af strengteori kræver, at virkeligheden består af 10 eller flere dimensioner - rummet tre og en tid, vi normalt oplever, plus mange andre, der rulles op til et ekstremt stramt punkt. Præcis hvordan disse ekstra dimensioner er konfigureret, bestemmer egenskaberne for det univers, vi opfatter.
I de tidlige 2000'ere indså forskere, at strengteori gjorde det muligt for så mange som 10 ^ 500 (det er nummer 1 efterfulgt af 500 nuller) unikke universer at eksistere, hvilket skabte et multiverset landskab, hvor vores særlige univers bare var en lille underafsnit, som Live Tidligere rapporteret videnskab. Men strengteori-ligninger producerede også for det meste hypotetiske universer, der mangler mørk energi, som astronomer opdagede i 1990'erne, og som i øjeblikket fremskynder udvidelsen af kosmos.
Tidligere i år behandlede forskere et slag for strengteori ved at antyde, at ikke et eneste af de næsten utallige universer, den beskriver, faktisk indeholder mørk energi, som vi kender den. "Det bliver stadig mere tydeligt, at de modeller, der hidtil er foreslået i strengteori for at beskrive mørk energi, lider af matematiske problemer," Ulf Danielsson, medforfatter af et nyt papir, der blev offentliggjort 27. december i tidsskriftet Physical Review Letters og en teoretisk fysiker ved Uppsala Universitet i Sverige, fortalte Live Science.
Det grundlæggende problem, sagde Danielsson, er, at ligningerne for strengteorien siger, at ethvert univers med vores version af mørk energi i det hurtigt skal forfalde og forsvinde. ”Vores idé er at gøre dette problem til en dyd,” sagde han.
Sammen med sine kolleger konstruerede han en model, hvor processen, der får disse mørke-energi-gennemtrængede universer til at henfald faktisk driver inflationen af bobler lavet fra mange dimensioner. Vi lever inden for grænsen for en af disse ekspanderende bobler, og "mørk energi er ... induceret på en subtil måde gennem samspillet mellem boblevæggene, som vi lever på, og de højere dimensioner," skrev Danielsson i et blogindlæg, der beskriver den nye teori .
Big Bang, da vores kosmos blev født, bliver derefter det øjeblik, hvor denne boble begyndte at udvide sig, ifølge Danielsson. Partikler i vores univers er simpelthen slutpunkterne for strenge, der strækker sig ud i ekstra dimensioner. Danielsson og hans kolleger er interesseret i at kontrollere, om deres model er kompatibel med andre kendte aspekter af fysik. Og hypotesen kan tjene til at hjælpe fysikere med at synliggøre forudsigelser om det tidlige univers og sorte huller, sagde Danielsson.
Men andre forskere køber ikke det.
"Dette er en matematik-fiktion, der har nul eksperimentelle beviser, der taler for det," sagde Sabine Hossenfelder, fysiker ved Frankfurt Institute for Advanced Studies i Tyskland, til Live Science.
Hossenfelder har været kritisk over for meget af den seneste pontifikation i grundlæggende fysik, og udgav en bog sidste år kaldet Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray (Basic Books, 2018). "Stringsteoretikere foreslår en tilsyneladende uendelig mængde matematiske konstruktioner, der ikke har noget kendt forhold til observation," sagde hun.
Men Danielsson tror ikke, at strengteorien vil være umulig for evigt, og at de aktuelle debatter omkring den allerede giver nogle kontrol med teorien. "Hvis det viser sig, at strengteori ikke kan give mørk energi af den art, vi observerer, testes strengteori ikke kun, det er bevist forkert," sagde han.
