Alternative allo String Landscape?
Molte persone criticano la teoria delle stringhe per essere molto speculativa e inverosimile (poiché richiede dimensioni extra). Tuttavia, il paesaggio delle stringhe è spesso invocato per avere molte variazioni di costanti in diverse regioni del multiverso inflazionario poiché i GUT ordinari consentono solo piccole variazioni:
"La teoria fondamentale della natura può ammettere più vuoti con diverse costanti di bassa energia. Se ci fossero solo pochi vuoti, come nei modelli GUT standard , alcune osservazioni determinerebbero quale corrisponde al mondo reale. Le previsioni seguiranno quindi per ogni altro osservabile nella teoria della bassa energia. Tuttavia, recentemente si è capito che nel contesto della teoria delle stringhe ci può essere un vasto panorama di possibilità, con googol di vacua da scansionare " .
Alexander Vilenkin, " Probabilità nel multiverso inflazionistico " (2005)
"Mentre il multiverso è radicato nel concetto cosmologico di inflazione eterna (Vilenkin 1983), il paesaggio di stringhe è necessario per fornire una base fisica per consentire diversi valori della costante cosmologica e altri parametri in ogni universo del multiverso."
Richard Dawid, " Filosofia della teoria delle stringhe " (p.9)
La mia domanda è la seguente: ci sono alternative al paesaggio delle stringhe che consentono molte variazioni di costanti? Il panorama delle stringhe è davvero necessario per avere variazioni nelle diverse regioni inflazionistiche?
Risposte
Le affermazioni qui dipendono un po 'da quanto giochiamo liberamente con la nozione di "vuoto" e da quanto pensiamo di capire veramente della "teoria delle stringhe" nella sua forma non perturbativa.
Un "vuoto di teoria delle stringhe" è solo un altro nome per una varietà 10d che usiamo come spazio obiettivo per fare la teoria perturbativa delle stringhe (vedi anche questa domanda e le sue risposte ), di solito determinando l'effettiva QFT a bassa energia e osservandone spettro delle particelle se stiamo cercando modelli realistici. Poiché non abbiamo una formulazione definita della teoria delle stringhe non perturbativa, non sappiamo nulla delle dinamiche tra questi "vacua", ma l'idea / speranza / audace affermazione di molti è che la teoria delle stringhe dovrebbe essere in grado di spostarsi in qualche modo tra oppure - proprio come con il falso vuoto ad esempio in QFT simili a Higgs - fare in modo che l'universo si trovi in vuoti diversi in luoghi diversi.
Poiché il vuoto rappresenta lo spazio obiettivo filamentoso e quindi le sue parti non compatte lo spaziotempo del QFT effettivo, è un po 'difficile vedere cosa significhi realmente questa affermazione: lo spaziotempo cambia quale varietà è in diverse parti dello spaziotempo? (questo non ha senso, nel caso non sia chiaro) - ma dal momento che non abbiamo una buona formulazione della teoria in cui ciò può accadere comunque è discutibile interrogarsi su tali aspetti tecnici.
Quindi, se credi che debba esserci una formulazione completa della teoria delle stringhe non perturbativa e che le compattificazioni di Calabi-Yau debbano essere il vuoto di questa teoria, allora hai una teoria fisica che produce una gigantesca varietà di possibili QFT efficaci come il suo vuoto stati. Questo è spesso percepito come elegante perché avremmo quindi una teoria sottostante che produce tutte le altre tramite un processo dinamico, a differenza dei modelli QFT in cui dobbiamo inserire manualmente la lagrangiana e non c'è nozione di dinamica tra lagrangiane diverse.
Senza la formulazione della teoria delle stringhe / M-teoria in cui le dinamiche tra i vuoti sono ben definite e sappiamo effettivamente cosa sono i vuoti, tuttavia, tali affermazioni devono essere viste con le pinze - le persone tra le tue citazioni lo sono parlando della "grande visione" della teoria delle stringhe più di quello che può fare attualmente, almeno per quanto ne so. Quindi, in un certo senso, sarebbe solo una "alternativa" affermare che possiamo far sì che parti differenti dell'universo utilizzino parti differenti di QFT senza la teoria delle stringhe e inventare qualche altra dinamica per essa - la versione della teoria delle stringhe non è sufficientemente definita come una teoria a livello tecnico per poter giudicare ciò che conta davvero come alternativa.