קרדיט תמונה: האבל
מדענים החוקרים את המפץ הגדול אומרים כי יתכן שתיאוריית המיתרים תיבחן יום אחד בניסוי באמצעות מדידות של אחרי המפץ הגדול.
ריצ'רד easther, עוזר פרופסור לפיזיקה באוניברסיטת ייל, ידון באפשרות בפגישה באוניברסיטת סטנפורד ביום רביעי, 12 במאי, תחת הכותרת "מעבר לאינשטיין: מהמפץ הגדול לחורים שחורים." עמיתיו של easther הם בריאן גרין מאוניברסיטת קולומביה, ויליאם קיני מהאוניברסיטה בבופלו, SUNY, Hiranya Peiris מאוניברסיטת פרינסטון וגארי שי מאוניברסיטת ויסקונסין.
תורת המיתרים מנסה לאחד את הפיזיקה של הגדולים (כוח המשיכה) והקטן (האטום). אלה מתוארים כעת על ידי שתי תיאוריות, תורת היחסות הכללית ותורת הקוונטים, ששניהם עשויים להיות לא שלמים.
מבקרים זלזלו בתורת המיתרים כ"פילוסופיה "שלא ניתן לבדוק אותה. עם זאת, תוצאותיהם של Easther וחבריו מראים כי ראיות תצפיתיות התומכות בתורת המיתרים עשויות להימצא במדידות מדוקדקות של הרקע המיקרוגל הקוסמי (CMB), האור הראשון שצץ לאחר המפץ הגדול.
"במפץ הגדול, האירוע החזק ביותר בתולדות היקום, אנו רואים את האנרגיות הדרושות לחשיפת הסימנים העדינים של תורת המיתרים," אמר אסטר.
תורת המיתרים חושפת את עצמה רק על מרחקים קטנים קיצוניים ובאנרגיות גבוהות. סולם פלאנק מודד 10-35 מטר, המרחק הקצר העיוני ביותר שניתן להגדיר. לשם השוואה, אטום מימן זעיר, 10-10 מטר רוחב, הוא עשרה טריליון טריליון פעמים. באופן דומה, מאיצי החלקיקים הגדולים מייצרים אנרגיות של 1015 וולט אלקטרונים על ידי התנגשות של חלקיקים תת אטומיים. רמת אנרגיה זו יכולה לחשוף את הפיזיקה של תורת הקוונטים, אך היא עדיין בערך טריליון פעמים נמוכה מהאנרגיה הנדרשת לבדיקת תורת המיתרים.
מדענים אומרים שכוחות היסוד של היקום - כוח המשיכה (מוגדר על ידי תורת היחסות הכללית), אלקטרומגנטיות, כוחות רדיואקטיביים "חלשים" וכוחות גרעיניים "חזקים" (כולם מוגדרים על ידי תורת הקוונטים) - אוחדו בהבזק האנרגיה הגבוה של ה- Big באנג, כשכל החומר והאנרגיה הוגבלו בסולם תת אטומי. למרות שהמפץ הגדול התרחש לפני כמעט 14 מיליארד שנה אחרי הזריחה שלו, ה- CMB, עדיין מכסה את היקום כולו ומכיל תיעוד מאובן של הרגעים הראשונים של הזמן.
בדיקת מיקרוסקופ האניסוטרופיה של וילקינסון (WMAP) חוקרת את ה- CMB ומאתרת הפרשי טמפרטורות עדינים, בתוך הקרינה האחידה ברובה זו וזוהרת ב -2.73 מעלות צלזיוס בלבד מעל אפס מוחלט. האחידות היא עדות ל"אינפלציה ", תקופה בה התפשטות היקום האצה במהירות, בסביבות 10-33 שניות לאחר המפץ הגדול. במהלך האינפלציה, היקום צמח מסולם אטומי לסולם קוסמי, והגדיל את גודלו פי מאה טריליון טריליון. שדה האנרגיה שהניע אינפלציה, כמו כל שדות הקוונטים, הכיל תנודות. תנודות אלה, שנכלאות ברקע המיקרוגל הקוסמי כמו גלים על בריכה קפואה, עשויות להכיל עדויות לתורת המיתרים.
קלסטר ועמיתיו משווים את ההתרחבות הקוסמית המהירה שהתרחשה ממש לאחר המפץ הגדול, להגדלת תמונה לחשיפת פיקסלים בודדים. בעוד שהפיזיקה בסולם פלאנק עשתה "אדווה" 10-35 מטרים לרוחב, בזכות התרחבות היקום, התנודה עשויה להימשך כעת על שנות אור רבות.
קל יותר להדגיש שמדובר במבט ארוך שתורת המיתרים עשויה להשאיר השפעות ניתנות למדידה על רקע המיקרוגל על ידי שינוי עדין של התבנית של נקודות חמות וקרות. עם זאת, תיאוריית המיתרים כל כך קשה לבחון באופן ניסיוני, עד כי יש סיכוי שווה לנסות. ממשיכי WMAP כמו CMBPol והמשימה האירופית, פלאנק, ימדדו את ה- CMB בדיוק חסר תקדים.
השינויים ב- CMB הנובעים מתורת המיתרים עשויים לסטות מהתחזית הסטנדרטית להבדלי הטמפרטורה ברקע המיקרוגל הקוסמי בכ -1%. עם זאת, מציאת סטייה קטנה מתיאוריה דומיננטית אינה חסרת תקדים. כדוגמה, מסלולו המדוד של מרקורי שונה ממה שחזה על פי חוק הכובד של אייזק ניוטון בסביבות שבעים מייל לשנה. תורת היחסות הכללית, חוק הכובד של אלברט איינשטיין, עלולה להסביר את הפער שנגרם בגלל עיוות עדין בחלל החל מכוח המשיכה של השמש המהיר את מסלולו של מרקורי.
עיין ב http://www-conf.slac.stanford.edu/einstein/ למידע נוסף על ישיבת "מעבר לאינשטיין".
המקור המקורי: מהדורת החדשות של אוניברסיטת ייל
