Kai kalbama apie painias fizikos problemas ir iššūkius, fizikų akys dažnai nukrypsta į Stygų teoriją. Tačiau apie dešimtį Visatos matmenų kalbanti Stygų teorija vis dar yra tik matematinė teorija, kurios keliamų hipotezių kol kas paaiškinti negalime, rašo Forbes.com.

Žurnalistas Ethanas Siegelis pateikia argumentus, kodėl Stygų teorija negali būti vadinama moksline.

Yra daug skirtingų būdų apibrėžti mokslą, tačiau daugelis sutiks, kad tai yra procesas, kurio metu:

• gaunamos žinios apie natūralų pasaulį arba tam tikrą reiškinį;
• iškeliama su reiškiniu susijusi hipotezė;
• hipotezė patikrinama ir patvirtinama arba atmetama;
• visa apimanti sistema – arba mokslinė teorija – sukuriama tam, kad paaiškintų hipotezę ir darytų spėjimus apie kitus reiškinius;
• hipotezės toliau tikrinamos ir patvirtinamos arba atmetamos, pastaruoju atveju sukuriant naujas hipotezes.

Šio proceso metu gaunama vis daugiau duomenų, kuriamos naujos hipotezės, kol galiausiai pasiekiamas tam tikras lygis, kai teorija toliau tvirtinama arba atmetama.

Tokiu būdu mokslas visuomet progresavo. Heliocentrizmas pakeitė geocentrizmą, nes paaiškino fenomenus, kurių geocentrizmas negalėjo, įskaitant Jupiterio palydovus, kometų periodiškumą ir t. t.

Niutono gravitacijos teorija pakeitė Keplerio dėsnius dėl papildomos nuspėjimo galios ir į vieną sudėjo sausumos ir dangaus mechaniką. Net Alberto Einšteino reliatyvumo teorijos, tiek specialioji tiek bendroji, atsirado dėl spragų Niutono mechanikoje, nes ji nepaaiškino kūnų ir dalelių veikimo esant šviesos greičiui ir veikiant stipriam gravitaciniam laukui.

A. Einšteino teorijos stebėjimai leido pamatuoti radioaktyvaus skilimo metu susidarančių dalelių gyvavimo laiką ar sužinoti, kaip per šimtmečius keitėsi Merkurijaus orbita aplink Saulę.

Tolesnis duomenų rinkimas – naujais režimais, didesniu tikslumu ir ilgesniais laiko tarpais – mums leido matyti mokslinių teorijų trūkumus, taip pat suteikė potencialą jas praplėsti.

Šių dienų pasaulyje A. Einšteino bendroji reliatyvumo teorija vis dar yra dominuojanti gravitacijos teorija, kuri atlaikė eksperimentų išbandymus. Kitas tris fundamentalias jėgas – elektromagnetizmą, silpnąją ir stipriąją branduolinę sąveikas, apibūdina kvantinio lauko teorijos.

Šios dviejų tipų teorijos yra fundamentaliai nesuderinamos ir jas nagrinėjant atskirai, neišbaigtos. Jos indikuoja, kad Visatoje yra šis tas daugiau nei mes suvokiame, nepaisant Standartinio modelio sėkmės ir kvantinės gravitacijos teorijos poreikio.

Vieną alternatyvą siūlo Stygų teorija, kuri teigia, kad viskas, ką mes suvokiame kaip daleles ar jėgas, yra specifiniais, unikaliais danais vibruojančių stygų sužadinimas.

Gali pasirodyti, kad pavadindami ją teorija jau atsakėme į klausimą – taip, Stygų teorija yra mokslinė teorija. Tačiau tai tėra teorija tik žiūrint matematiškai. Tai reiškia, kad ji turi savo aksiomų, postulatų ir elementų rinkinį, taip pat teoremas ir išvadas, kurios gali būti iš jos išvestos.

Tačiau ar tai yra fizikos teorija? Stygų teorija daro prielaidas, kad:

• egzistuoja dešimt matmenų;
• fundamentalius konstantas nusako vakuumas arba „Stygų teorija“;
• egzistuoja supersimetrinės dalelės;
• yra matematiškai lygiavertis santykis tarp kvantinės gravitacijos teorijos, tarkime, penkių matmenų erdvėje, ir lauko teorijos be gravitacijos šios erdvės ribose.

Akivaizdu, kad teorija daro spėjimus apie Visatą, bet ar juos galime patikrinti?

Kol kas atsakymas yra neigiamas. Pirmas teiginys yra didelė problema. Pirmiausiai turime atsikratyti šešių matmenų, kad sugrįžtume prie mums matomos Visatos. Ir tai padaryti yra daugiau būdų negu atomų Visatoje. Dar blogiau, kad kiekvienas būdas siekiant atsikratyti šešių matmenų Stygų teorijai suteikia skirtingą „vakuumą“ be aiškaus būdo gauti fundamentalias konstantas, kurios nusako Visatą (antroji prielaida).

Kad patvirtintume trečiąjį teiginį, mums reikia pasiekti energijas, kurios būtų 10¹⁵ didesnės nei yra dabar Didžiajame hadronų greitintuve ir leistų patvirtinti arba paneigti Stygų teoriją.

Be to, supersimetrijos dalelės nėra unikalus Stygų teorijos spėjimas – jas atradę dar negalėtume galutinai patvirtinti, kad Stygų teorija teisinga.

Paskutinysis teorijos teiginys yra grynai matematinis ir jo patikrinti eksperimentais negalime.

Tam, kad Stygų teorija būtų pripažinta moksline teorija, turi būti daromi patikrinami spėjimai. Net ir fizinis teiginys, kuris kyla kaip teorijos pasekmė, pavyzdžiui, apie multivisatų teoriją, dar nėra mokslinė teorija, kol nerasime būdų ją patvirtinti – tai vis dar hipotezė, nors ir gera.

Įdomu, kad kai pirmą kartą Stygų teorija buvo pasiūlyta, ji pavadinta stygų hipoteze. (Tuo metu buvo daromos prielaidos, kad atomo branduolį sudaro ne kvarkai ir gluonai, o stygos).

Ir dabar Stygų teorija vis dar tėra fizikos hipotezė, kuri galbūt kažkurią dieną taps įdomia moksline teorija. Tačiau iki tol reikia pripažinti, kad Stygų teorija yra labai įdomi dėl potencialių galimybių. O ar tos galimybės reikšmingos mūsų Visatai, mokslas kol kas atsakyti negali.

Komentarai (2)