Czy teoria strun to jeszcze fizyka?

Naukowy zadają obie to pytanie od kilku już dekad.

Mimo iż teoria strun opisuje właściwość fizyczne wszechświata, nie jesteśmy w stanie w jakikolwiek sposób naukowo jej zweryfikować. „W fizyce dokonuje się niebezpieczny zwrot” komentują naukowcy.

Teoria strun, jak na razie, jest cały czas pomysłem teoretycznym. Zakłada, że materia, z której zbudowany jest nasz wszechświat, nie składa się z cząstki przyjmującej postać punktu, lecz strun – nieskończenie małych kosmicznych sznurków, które są budulcem znanych nam cząstek elementarnych. Teoria zakłada, że nasza rzeczywistość ma 10 wymiarów, z czego część jest zakrzywiona wyłącznie do poziomów subatomowych.

Teoria wyjaśnia niespójności obserwowanych między fizyką dużych obiektów, a kwantową, godząc sprzeczne ze sobą teorie grawitacji i świata kwantowego.

Dodatkowo rozwijana w oparciu o teorię strun „M- teoria” stanowi uniwersalną „teorię wszystkiego”, opisując w spójny sposób wszystkie znane prawa fizyki.

To z pewnością kusząca perspektywa, znaleźć się w gronie naukowców, którzy przyczynili się do jej rozwoju. Niewątpliwie podobne motywacje pchały przez ostatnie 40 lat fizyków w kierunku badania teorii strun, jednak w tym czasie nie spełniła pokładanych w niej nadziei. Coraz częściej mówi się, że jest „ślepym zaułkiem” fizyki.

Pierwszym z problemów, zaproponowanej w latach ’70-tych teorii, jest brak możliwości dokonania testów.

Teoria naukowa, aby zostać uznana za prawdziwą, musi zostać sfalsyfikowana – potwierdzona (lub obalona) przez eksperyment. Są to podstawy opisane w latach ’30 minionego wieku, przez filozofa nauki – Karla Poppera.

Tymczasem w niektórych obszarach fizyki naukowcy odeszli nieco od tej przewodniej zasady, argumentując wręcz, że w pewnych przypadkach powinno się ją rozluźnić. Jednym z tych przypadków jest teoria strun, która zastępuje cząstki elementarne nieskończenie cienkimi strunami.

Struny są niemożliwe dla nas do wykrycia przy technologii, którą obecnie dysponujemy. Mimo to wielu naukowców uważa, że teoria strun powinna zostać podtrzymana, ponieważ pozwala rozwiązać kilka naukowych dylematów. Zakładając jednak istnienie strun, być może kiedyś w przyszłości bylibyśmy je w stanie w jakiś sposób wykryć – co do zasady struny nie są więc niemożliwe do wykrycia. Nie jesteśmy zdolni do wykrycia ich teraz.

Kolejną teorią fizyki, która oddaliła się nieco od naukowych założeń, jest koncepcja multiversu – wieloświatów, a więc wielu alternatywnych wszechświatów, powstałych równolegle podczas wielkiego wybuchu.

Każdy z nich rządzi się jednak zupełnie odmiennymi prawami fizycznymi. Co gorsza wykrycie tych odmiennych wszechświatów pozostaje całkowicie poza naszymi możliwościami. Nie będziemy bowiem nigdy w stanie obserwować odmiennego świata fizyki z naszego.

Obie teorie wzbudzają emocje w środowisku naukowym, gdyż jak zaważają filozofowie nauki, teoria strun jest pierwszą współczesną teorią naukową, która rozwijana jest wbrew podstawom nowożytnej metody naukowej – eksperymentu i indukcji (wnioskowania redukcyjnego).

Jak podkreślają niektórzy, konieczne jest rozróżnianie pomiędzy teoriami naukowymi, które są potwierdzone eksperymentami, a teoriami spekulatywnymi.

„Nie może być tak, że ludzie spotkani na ulicy będą przekonani o tym, że wszechświat zbudowany jest z kosmicznych sznurków i stanieją alternatywne wszechświat”’ skomentował Carlo Rovelli, fizyk teoretyczny z Uniwersytetu w Marsylii.

O problemach z teoriami współczesnej fizyki dyskutują również filozofowie. Jak zauważył historyk nauki Helge Kragh z Uniwersytetu Aarhus w Danii „sugestie, że potrzeba nowych metod naukowych, aby zastąpić testy empiryczne jakimiś innymi kryteriami, zawsze odnosiły porażkę w historii”

Pamiętajcie więc następnym razem czytając o alternatywnych wszechświata – to na razie jedynie spekulacje.