Seperti sedikit buih di puncak gelombang lautan, alam semesta kita yang teramati mungkin tidak lebih dari sepotong yang berada di tepi gelembung yang terus-menerus mengembang ke dimensi yang lebih tinggi.
Sementara ide yang membingungkan ini mungkin terdengar seperti sesuatu yang keluar dari mimpi demam seorang fisikawan, sebenarnya merupakan upaya baru untuk mendamaikan matematika teori string dengan realitas energi gelap, kekuatan kosmik misterius yang melingkupi semua yang bertindak dalam oposisi untuk gravitasi.
Teori string adalah upaya untuk menyatukan dua pilar fisika abad ke-20 - mekanika kuantum dan gravitasi - dengan menyatakan bahwa semua partikel adalah string satu dimensi yang getarannya menentukan sifat-sifat seperti massa dan muatan. Teori ini telah digambarkan sebagai indah secara matematis, dan untuk waktu yang lama telah menjadi salah satu pesaing utama untuk apa yang oleh para ilmuwan disebut Teori Segala Sesuatu, yang berarti kerangka kerja untuk menjelaskan semua fisika, yang dipopulerkan dalam buku-buku seperti The Green Universe karya Brian Greene (Norton, 1999).
Namun para teoris string belakangan ini tersesat dalam spekulasi mereka sendiri. Banyak versi teori string mensyaratkan bahwa realitas terdiri dari 10 atau lebih dimensi - tiga ruang dan satu waktu yang biasanya kita alami, ditambah banyak lainnya yang digulung menjadi titik yang sangat ketat. Bagaimana tepatnya dimensi-dimensi ekstra itu dikonfigurasikan menentukan karakteristik alam semesta yang kita rasakan.
Pada awal tahun 2000-an, para peneliti menyadari bahwa teori string memungkinkan sebanyak 10 ^ 500 (itulah angka 1 diikuti oleh 500 nol) alam semesta unik yang ada, menciptakan lanskap multiverse di mana alam semesta khusus kita hanyalah subbagian kecil, seperti Live Sains dilaporkan sebelumnya. Tetapi persamaan teori string juga sebagian besar menghasilkan alam semesta hipotetis yang kekurangan energi gelap, yang ditemukan oleh para astronom pada 1990-an dan yang saat ini mempercepat ekspansi kosmos.
Awal tahun ini, para peneliti memberikan pukulan pada teori string dengan menyarankan bahwa tidak satu pun dari alam semesta yang hampir tak terhitung jumlahnya yang diuraikannya sebenarnya mengandung energi gelap seperti yang kita kenal. "Semakin jelas bahwa model yang diajukan sejauh ini dalam teori string untuk menggambarkan energi gelap menderita masalah matematika," Ulf Danielsson, rekan penulis makalah baru yang diterbitkan 27 Desember dalam jurnal Physical Review Letters dan seorang ahli fisika teoretis di Uppsala Universitas di Swedia, kepada Live Science.
Masalah dasar, kata Danielsson, adalah bahwa persamaan yang mengatur teori string mengatakan bahwa alam semesta dengan versi energi gelap kita di dalamnya harus cepat membusuk dan menghilang. "Gagasan kami adalah mengubah masalah ini menjadi kebajikan," katanya.
Bersama dengan rekan-rekannya, ia membangun sebuah model di mana proses yang menyebabkan peluruhan alam semesta yang gelap energi ini benar-benar mendorong inflasi gelembung yang dibuat dari banyak dimensi. Kita hidup dalam batas salah satu gelembung yang mengembang ini dan "energi gelap ... diinduksi dengan cara yang halus melalui interaksi antara dinding gelembung tempat kita hidup dan dimensi yang lebih tinggi," tulis Danielsson dalam posting blog yang menggambarkan teori baru .
Ledakan Dahsyat, ketika kosmos kita lahir, kemudian menjadi momen ketika gelembung ini mulai mengembang, menurut Danielsson. Partikel di alam semesta kita hanyalah titik akhir dari string yang memanjang ke dimensi ekstra. Danielsson dan rekan-rekannya tertarik untuk memeriksa apakah model mereka kompatibel dengan aspek fisika lain yang diketahui. Dan hipotesis mungkin berfungsi untuk membantu fisikawan membuat prediksi yang dapat diamati tentang alam semesta awal dan lubang hitam, kata Danielsson.
Tetapi peneliti lain tidak membelinya.
"Ini adalah fiksi matematika yang tidak memiliki bukti eksperimental yang mendukungnya," Sabine Hossenfelder, seorang ahli fisika di Institut Studi Lanjutan Frankfurt di Jerman, mengatakan kepada Live Science.
Hossenfelder telah mengkritik banyak pontificating terbaru dalam fisika fundamental, dan menerbitkan sebuah buku tahun lalu berjudul Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray (Basic Books, 2018). "Ahli teori string mengusulkan sejumlah konstruksi matematika yang tampaknya tidak ada habisnya yang tidak memiliki hubungan yang diketahui dengan observasi," katanya.
Tapi Danielsson tidak berpikir bahwa teori string akan selamanya tidak dapat diuji, dan bahwa perdebatan saat ini di sekitarnya sudah memberikan beberapa pemeriksaan pada teori. "Jika ternyata teori string tidak dapat menghasilkan energi gelap dari jenis yang kita amati, maka teori string tidak hanya diuji, terbukti salah," katanya.
