Alternativen zur Stringlandschaft?
Viele Leute kritisieren die Stringtheorie als sehr spekulativ und weit hergeholt (da sie zusätzliche Dimensionen erfordert). Trotzdem wird häufig auf die String-Landschaft verwiesen, um viele Variationen von Konstanten in verschiedenen Regionen des inflationären Multiversums zu haben, da gewöhnliche GUTs nur kleine Variationen zulassen:
"Die fundamentale Naturtheorie kann mehrere Vakua mit unterschiedlichen Niedrigenergiekonstanten zulassen. Wenn es nur wenige Vakua gäbe, wie in Standard-GUT-Modellen , würden einige Beobachtungen bestimmen, welche der realen Welt entspricht. Vorhersagen würden dann für folgen jede andere beobachtbare in der Niedrigenergietheorie. Es wurde jedoch kürzlich erkannt, dass es im Kontext der Stringtheorie eine riesige Landschaft von Möglichkeiten geben kann, mit Googolen von Vacua zu scannen. "
Alexander Vilenkin, " Wahrscheinlichkeiten im inflationären Multiversum " (2005)
"Während das Multiversum im kosmologischen Konzept der ewigen Inflation verwurzelt ist (Vilenkin 1983), ist die String-Landschaft notwendig, um eine physikalische Grundlage für die Ermöglichung unterschiedlicher Werte der kosmologischen Konstante und anderer Parameter in jedem Universum des Multiversums zu schaffen."
Richard Dawid, " Philosophie der Stringtheorie " (S.9)
Meine Frage lautet wie folgt: Gibt es Alternativen zur String-Landschaft, die viele Variationen von Konstanten zulassen? Ist die String-Landschaft überhaupt notwendig, um Variationen in verschiedenen Inflationsregionen zu haben?
Antworten
Die Aussagen hier hängen ein wenig davon ab, wie locker wir mit dem Begriff "Vakuum" spielen und wie viel wir wirklich über "Stringtheorie" in ihrer nicht störenden Form verstehen.
Ein "Vakuum der Stringtheorie" ist nur ein anderer Name für eine 10d-Mannigfaltigkeit, die wir als Zielraum verwenden, um eine störende Stringtheorie durchzuführen (siehe auch diese Frage und ihre Antworten ), normalerweise indem wir die effektive Niedrigenergie-QFT bestimmen und ihre betrachten Teilchenspektrum, wenn wir nach realistischen Modellen suchen. Da wir nicht über eine bestimmte Formulierung von nichtperturbativer Stringtheorie haben, können wir nicht wissen , etwas über die Dynamik zwischen diesem „vacua“, aber die Idee / Hoffnung / bold Anspruch von vielen ist , soll , dass die String - Theorie zu irgendwie in der Lage sein , bewegen sich zwischen sie oder - genau wie bei den falschen Vakua in z. B. Higgs-ähnlichen QFTs - haben das Universum an verschiedenen Orten in verschiedenen Vakua.
Da das Vakuum den fadenförmigen Zielraum und damit seine nicht kompakten Teile die Raumzeit der effektiven QFT darstellt, ist es ein bisschen schwer zu verstehen, was diese Aussage wirklich bedeuten soll - die Raumzeit ändert, wie vielfältig sie in verschiedenen Teilen der Raumzeit ist? (Dies ist nicht sinnvoll, falls es nicht klar ist) - aber da wir keine gute Formulierung der Theorie haben, in der dies sowieso passieren kann, ist es umstritten, nach solchen technischen Aspekten zu fragen.
Wenn Sie also glauben, dass es eine vollständige Formulierung der nicht störenden Stringtheorie geben muss und dass die Calabi-Yau-Kompaktifizierungen das Vakuum dieser Theorie sein müssen, dann haben Sie eine physikalische Theorie, die eine gigantische Vielfalt möglicher effektiver QFT als Vakuum erzeugt Zustände. Dies wird oft als elegant empfunden, da wir dann eine zugrunde liegende Theorie haben würden, die alle anderen über einen dynamischen Prozess erzeugt, im Gegensatz zu QFT-Modellen, bei denen wir den Lagrange von Hand eingeben müssen und es keine Vorstellung von Dynamik zwischen verschiedenen Lagrange gibt.
Ohne die Formulierung der Stringtheorie / M-Theorie, bei der die Dynamik zwischen den Vakua genau definiert ist und wir tatsächlich wissen, was die Vakua mit Sicherheit sind, müssen solche Aussagen jedoch mit einem Körnchen Salz betrachtet werden - die Personen in Ihren Zitaten sind es Ich spreche mehr über die "große Vision" der Stringtheorie als über das, was sie derzeit kann, zumindest meines Wissens. In gewissem Sinne wäre es also nur eine "Alternative" zu behaupten, dass wir verschiedene Teile des Universums dazu bringen können, verschiedene Teile der QFT ohne Stringtheorie zu verwenden und eine andere Dynamik dafür zu erfinden - die Version der Stringtheorie ist nicht ausreichend als Theorie auf technischer Ebene, um beurteilen zu können, was wirklich als Alternative zählt.