Flera universum, överallt Hemera/ThinkStock När du föreställde dig själv som vuxen, du kanske hade en uppfattning om att du skulle vara sofistikerad. Intelligent. Belevad, även. Den typen av vuxna som gick på middagar och talade med honungade ord om filosofi, dagens ämnen, vetenskapens stora frågor.
Sedan växte du upp och upptäckte att när du gick till en väns hus för en grill på bakgården (tuffa middagssällskap var, det visar sig, mestadels skönlitteratur), du ropade istället på dina barn för att gå av komposthögen, trummar upp sympati om att behöva göra om ditt tak, och försöker att inte låta bli att du inte kommer ihåg namnet på personen du pratar med.
Med andra ord, du kanske kommer att längta efter lite mer intellekt och mycket färre honungsgrillvingar. Nästa gång, Försök med denna fråga för att bedöva ditt sinne:Kan både supersymmetri och multiversum vara sant?
För att reda ut detta, Vi börjar med en lektion om supersymmetri. För att förstå supersymmetri, du bör först förstå att det i sig inte är en "teori". Supersymmetri är en förlängning av det vi kallar standardmodellen, som berättar för fysiker vilka partiklar som finns och hur de fungerar på en grundläggande nivå. I grund och botten, den står för 12 grundläggande partiklar och fyra krafter som de interagerar med.
Standardmodellen, tyvärr, kan inte förklara riktigt irriterande avvikelser i universums funktion. Till exempel, den har ingen lösning för vad mörk materia är:Det är en fortfarande osynlig variabel som verkar fylla mer än en fjärdedel av vårt universum [källa:NASA].
Supersymmetri försöker fylla hålen i standardmodellen genom att säga att för varje partikel med känd materia vi har, det finns en mycket tyngre kraftpartikel, och vice versa [källa:Fermilab]. Dessa "superpartners" skulle vara en stor hjälp för att förstå standardmodellen. De skulle också hjälpa till att förklara saker som mörk materia, eftersom den allra lättaste superpartnern skulle vara en bra kandidat för de mystiska grejerna.
Kanske ännu bättre för fysiker - som hittills varit glada över att kunna bekräfta naturliga svar på fysikfrågor - skulle supersymmetri ge en elegant lösning för standardmodellens brister. Det skulle fungera med matematiska ekvationer, samt balansera Higgs -bosonets massa perfekt till det vi har observerat, därmed förklaras varför Higgs är så mycket lättare än vad Standardmodellen ensam förutspår att det borde vara. Det skulle vara snyggt och snyggt.
Och ändå, det finns ett klart rörigt problem med superpartners. Det är den lilla detaljen som de inte verkar existera, åtminstone, inte i samma protonkollisioner som ledde oss till Higgs boson. Det är där alla matematiska modeller förutsäger att de borde vara det - men det är de inte. Du behöver inte vara partikelfysiker för att veta att det är ett problem när något inte finns där du förväntar dig att hitta det.
Fysikerna har inte kastat in handduken helt, fastän. Large Hadron Collider är inställd på att kollidera med högre energi när den slås på igen 2015, och många hoppas att kollisionerna kommer att resultera i några häftiga fenomen, inklusive att hitta superpartiklar vid högre massor än vad som var möjligt i de kollisioner som gjorts hittills.
Dock, andra fysiker letar efter andra förklaringar om supersymmetri visar sig vara en pipedröm. Säg hej till multiversen.
Mer specifikt, säg hej till multiverserna. Det finns massor av dem. Grundtanken med multiverset är att vårt universum bara är ett i en oändlig soppa av. . . väl, grejer? Vad det än är, alla dessa multiverser blev som de gjorde, efter de lagar de har, slumpvis. Vårt universum hade turen att lyckas med att skapa oss, och allt annat skräp i kosmos. Vilket kan låta speciellt och roligt för dig och mig - jag menar, se hur fantastiska och annorlunda vi måste vara än alla de andra dumma universum! - men för många fysiker, multiversen är rörig, stökig bebis.
Tänk lite närmare på vad det innebär att vara i ett multiversum. Supersymmetri är klassens valediktor. Hon har grundläggande materia och krafter som bara fungerar i samspel med varandra för att försäkra oss om att hon är förutsägbar och konstant. Multiverse, å andra sidan, slog i princip en energidryck, gick in i SAT och fick en perfekt poäng. Kanske gissade han; kanske visste han verkligen alla svaren. Det spelar ingen roll. Men vi kan enkelt spåra supersymmetriens framgång till att vara metodisk och förutsägbar, medan multiversen inte har något rekord för att vara en så briljant student - istället, allt är slumpmässigt.
För vissa forskare, det är djupt störande. Om vi är en del av ett universum där saker fungerar på ett sätt bara för att det är slumpmässigt hur saker fungerar här - att veta att i ett annat universum fungerar de annorlunda, bara för - de kan lika gärna slänga in handduken. Vad är poängen med att ta reda på det om det inte är annat än slumpmässigt? Det hela innebär att vi hela tiden har ställt fel frågor. Det är inte "Varför observerar vi universum som agerar så här?" men kanske "Hur fungerar ett annat universum?"
Så nu när vi förstår supersymmetri och tanken på multiverset, har vi något hopp om att försöka förena dem? Det är viktigt att komma ihåg, till att börja med, att vi pratar om teorier som går utöver standardmodellen - varken supersymmetri eller multiversum försöker identifiera eller ens definiera de grundläggande partiklarna som vi direkt har observerat [källa:Willenbrock]. De är bara två sätt att försöka ta reda på varför den grundläggande frågan och krafterna samverkar som de gör.
Och på vissa sätt, vi kan förkorta vår fråga för att ställa helt enkelt, "Kan supersymmetri existera i ett multiversum?" Svaret på det:Absolut. Som vi sa, tanken på multiverser öppnar ett ganska oändligt antal universum. Hur de beställs - det vill säga om de fungerar som vårt eller annorlunda eller på samma sätt eller lite annorlunda - är helt öppen för ifrågasättande. Det är rimligt att anta att om det fanns ett oändligt antal universum, en av dem kan fungera supersymmetriskt. Allt kan hända i ett annat universum, och om det finns tillräckligt med dem - allt kommer att göra det.
Supersymmetri, kom ihåg, skulle göra en naturlig - och förhoppningsvis observerbar - ordning på hur partiklar och kraft fungerar i vårt universum. Det är inte en teoretisk idé om kosmos natur, till skillnad från multiversen. Så supersymmetri och multiversum utesluter inte exakt varandra, och de ställer några lösningar på liknande frågor. Men de handlar om sig själva med tillräckligt många olika idéer som vi teoretiskt sett kan ha båda uppträdande samtidigt.
Det är också viktigt att notera att vissa modeller av multiversen (kom ihåg att det finns många) faktiskt beror på att supersymmetri finns. Vissa hävdar till och med att hitta supersymmetri skulle vara ett argument för strängteorin, som i vissa iterationer är en del av multiversemodellen.
