Σπείρες και χορδές της Eva Silverstein

«Η ιδανική μου μέρα», έγραψε η Eva Silverstein, κορυφαία κοσμολόγος χορδών και καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο Stanford και στο Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), σε ένα email στο Quanta Magazine , «ξεκινά με μερικές ώρες αδιάλειπτης σκέψης στο σπίτι, και μετά μεσημεριανή άσκηση (μια σύντομη βόλτα με το ποδήλατό μου). Μετά από αυτό κατευθύνομαι στο γραφείο για να συνεχίσω να εργάζομαι και να συζητήσω με συνεργάτες και συναδέλφους.»

Το στυλ της Silverstein είναι να αποκλείει μεγάλες περιόδους ησυχίας, ενώ παράλληλα εκμεταλλεύεται το γεγονός ότι είναι μέλος «μιας μεγάλης και συναρπαστικής ομάδας, με πολλές ειρηνικές αλληλεπιδράσεις», έγραψε. «Τείνω να εκμεταλλεύομαι την ελευθερία που έχει κάποιος ως θεωρητικός να εξερευνήσει ευρέως, αντιμετωπίζοντας μια ποικιλία προβλημάτων στη θεωρία του κβαντικού πεδίου, τη βαρύτητα και την κοσμολογία με τα χρόνια».

Μία από τις μεγάλες ιδέες του Silverstein είναι ο πληθωρισμός μονοδρομίας, μια θεωρία για το πώς και γιατί μπορεί να συνέβη το Big Bang. «Ο πληθωρισμός μονοδρομίας προέκυψε από μια προσπάθεια απλοποίησης των θεωρητικών μοντέλων της σκοτεινής ενέργειας», έγραψε ο Silverstein. Σύμφωνα με την ιδέα, ο κοσμικός πληθωρισμός, η υποτιθέμενη σπίθα της Μεγάλης Έκρηξης, ήταν ένα ξαφνικό ξετύλιγμα ενέργειας, χώρου και χρόνου. Είπε ότι η θεωρία ενσωματώνει στους νόμους της φύσης «μια δομή σαν ένα παιχνίδι με πτυσσόμενο παιχνίδι ή μια σπειροειδή σκάλα που επιτρέπει στο σύστημα να εξελιχθεί πολύ σε ένα μικρό χώρο, δημιουργώντας δυναμική ενέργεια στην πορεία».

«Αυτή είναι μια συνηθισμένη συμπεριφορά στη θεωρία χορδών», συνέχισε, «και μια νέα ανατροπή στο κλασικό πεδίο του άξονα» που πρωτοστάτησαν οι Roberto Peccei και Helen Quinn, οι οποίοι ανέπτυξαν τη θεωρία τους ενώ περπατούσαν γύρω από το Stanford με ένα αδέξιο Jeep τη δεκαετία του 1970. /P>

Μαζί με συνεργάτες και άλλες ομάδες που εργάζονται παράλληλα, η Silverstein ανέπτυξε την ιδέα της μονοδρομίας και τις παρατηρητικές της υπογραφές - «ιδιαίτερα αρχέγονα βαρυτικά κύματα, ένα σήμα υψηλής ενέργειας πληθωριστικής κοσμολογίας που είναι αντικείμενο έντονων παρατηρητικών αναζητήσεων», έγραψε. Το πείραμα BICEP2 ανέφερε την ανακάλυψη αυτών των στροβιλιζόμενων δακτυλικών αποτυπωμάτων της Μεγάλης Έκρηξης το 2014, αλλά το σήμα αποδείχθηκε ότι ήταν από κοσμική σκόνη. Η αναζήτηση συνεχίζεται.

Ο Silverstein συχνά προσπαθεί να απαντήσει σε ερωτήσεις σχετικά με τη Μεγάλη Έκρηξη, τη σκοτεινή ενέργεια ή τη βαρύτητα χρησιμοποιώντας τη θεωρία χορδών - η καλύτερη εικασία των φυσικών για το πώς μπορεί να λειτουργήσει η κβαντική βαρύτητα, αλλά μια ιδέα που επικρίνεται έντονα ως αδόκιμη. Η θεωρία επιτρέπει σε ερευνητές όπως ο Silverstein να καταγράψουν λογικές εξισώσεις σχετικά με το τι μπορεί να συμβεί μέσα στις μαύρες τρύπες ή κατά τη διάρκεια της Μεγάλης Έκρηξης. Αλλά η θεωρία χορδών περιγράφει αόρατα μικροσκοπικές λεπτομέρειες της πραγματικότητας — δονούμενες χορδές στην καρδιά των σημειακών σωματιδίων που είναι πιθανώς πολύ μικρά για να ανιχνευθούν άμεσα και που θα μπορούσαν να εμφανιστούν σε μια τεράστια σειρά μοναδικών εκδηλώσεων.

Ο Silverstein, 46, έχει αναδειχθεί ως ένας από τους πιο σίγουρους υπερασπιστές της θεωρίας χορδών. Υποστήριξε κατά της ασχετοσύνης της θεωρίας σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο διαδίκτυο τον Ιούνιο και θα εμφανιστεί στο βιβλίο Γιατί να εμπιστευτείς μια θεωρία; , μια συλλογή άρθρων που προέκυψε από μια συνάντηση φυσικών και φιλοσόφων το 2015 στο Μόναχο. Στο δοκίμιο, περιγράφει τη χρησιμότητα της θεωρίας χορδών στην κοσμολογία του πρώιμου σύμπαντος και την ικανότητά της να αυξάνει «την εμπειρική μας γνώση για το σύμπαν μέσω της τυπικής επιστημονικής μεθόδου, ανεξάρτητα από το αν η ανάλυση καταλήγει σε ανακάλυψη ή μηδενικό αποτέλεσμα».