Alternatif untuk String Landscape?

Question

Banyak orang mengkritik teori string karena sangat spekulatif dan dibuat-buat (karena membutuhkan dimensi tambahan). Namun demikian, lanskap string sering dianggap memiliki banyak variasi konstanta di berbagai wilayah multiverse inflasi karena GUT biasa hanya mengizinkan variasi kecil:

"Teori fundamental alam dapat menerima banyak vakum dengan konstanta energi rendah yang berbeda. Jika hanya ada beberapa vakum, seperti dalam model GUT standar , maka beberapa pengamatan akan menentukan mana yang sesuai dengan dunia nyata. Prediksi kemudian akan mengikuti. semua yang dapat diamati dalam teori energi rendah. Namun, baru-baru ini disadari bahwa dalam konteks teori string mungkin terdapat lanskap kemungkinan yang luas, dengan googol vakum untuk dipindai. "

Alexander Vilenkin, " Probabilities in the inflationary multiverse " (2005)

"Sementara multiverse berakar pada konsep kosmologis inflasi abadi (Vilenkin 1983), lanskap string diperlukan untuk menyediakan dasar fisik yang memungkinkan nilai-nilai yang berbeda dari konstanta kosmologis dan parameter lain di setiap alam semesta multiverse."

Richard Dawid, " Philosophy of String Theory " (hlm. 9)

Pertanyaan saya adalah sebagai berikut: apakah ada alternatif lanskap string yang memungkinkan banyak variasi konstanta? Apakah lanskap string diperlukan sama sekali untuk memiliki variasi di wilayah inflasi yang berbeda?

Answer 1

Pernyataan di sini sedikit bergantung pada seberapa longgar kita bermain dengan gagasan "vakum" dan seberapa banyak kita pikir kita benar-benar memahami tentang "teori string" dalam bentuk non-perturbatifnya.

Sebuah "teori string vakum" hanyalah nama lain untuk manifold 10d yang kami gunakan sebagai ruang target untuk melakukan teori string perturbatif (lihat juga pertanyaan ini dan jawabannya ), biasanya dengan menentukan QFT energi rendah efektif dan melihat nya spektrum partikel jika kita mencari model realistis. Karena kita tidak memiliki rumusan pasti dari teori string non-perturbatif, kita tidak tahu apa-apa tentang dinamika antara "vakum" ini, tetapi gagasan / harapan / klaim yang berani oleh banyak orang adalah bahwa teori string harus dapat bergerak di antara mereka atau - seperti dengan vakum palsu misalnya dalam QFTs yang mirip Higgs - buatlah alam semesta berada dalam vakum yang berbeda di tempat yang berbeda.

Karena ruang hampa mewakili ruang target berserabut dan karenanya bagian non-kompaknya merupakan ruangwaktu dari QFT efektif, agak sulit untuk melihat apa sebenarnya arti pernyataan ini - ruangwaktu mengubah lipatan apa itu di berbagai bagian ruangwaktu? (ini tidak masuk akal, jika tidak jelas) - tetapi karena kami tidak memiliki rumusan yang baik tentang teori di mana hal ini dapat terjadi, maka diperdebatkan untuk bertanya tentang aspek teknis semacam itu.

Jadi, jika Anda yakin bahwa pasti ada formulasi penuh teori string non-perturbatif dan bahwa pemadatan Calabi-Yau harus menjadi vakum dari teori ini, maka Anda memiliki satu teori fisika yang menghasilkan variasi raksasa QFT efektif yang mungkin sebagai ruang hampa. negara bagian. Ini sering dianggap elegan karena kita kemudian akan memiliki satu teori yang mendasari yang menghasilkan semua yang lain melalui beberapa proses dinamis, berbeda dengan model QFT di mana kita harus meletakkan di Lagrangian dengan tangan dan tidak ada gagasan tentang dinamika antara Lagrangian yang berbeda.

Tanpa perumusan teori string / teori-M di mana dinamika antara vakum terdefinisi dengan baik dan kita benar-benar tahu apa itu vakum secara pasti, namun, pernyataan seperti itu harus dilihat dengan sebutir garam - orang-orang dalam kutipan Anda adalah berbicara tentang "visi besar" teori string lebih dari apa yang bisa dilakukannya saat ini, setidaknya menurut pengetahuan saya. Jadi dalam arti tertentu, ini hanya akan menjadi "alternatif" untuk mengklaim bahwa kita dapat memiliki bagian alam semesta yang berbeda menggunakan bagian QFT yang berbeda tanpa teori string dan menciptakan beberapa dinamika lain untuknya - versi teori string tidak cukup dipaku sebagai a teori pada tingkat teknis untuk dapat menilai apa yang benar-benar dianggap sebagai alternatif.