Fizycy zapytani, jak działa Wszechświat, w większości odpowiadają: „Twoje przypuszczenia są tak samo dobre jak moje”

W czymś, co jest reklamowane jako największa globalna ankieta wśród fizyków, jaka kiedykolwiek została przeprowadzona, badacze potwierdzili podejrzenie, które od dawna żywi każdy, kto kiedykolwiek przypierał fizyka do muru na przyjęciu: nikt nie potrafi się zgodzić, jak właściwie działa Wszechświat. Ankieta wykazała zaskakująco mały konsensus w kwestiach od czarnych dziur i ciemnej materii po trwające od dziesięcioleci wysiłki na rzecz pogodzenia teorii grawitacji Einsteina z mechaniką kwantową.

Nawet standardowy model kosmologii, znany jako ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter), nie zdołał zdobyć poparcia większości respondentów. Może to odzwierciedlać niedawne wyniki z Instrumentu Spektroskopowego Ciemnej Energii (DESI), które sugerowały, że ciemna energia może zmieniać się w czasie – możliwość, która kolidowałaby z założeniem standardowego modelu, że ciemna energia pozostaje stała. A więc model, który ma wszystko wyjaśniać, jest obecnie uprzejmie proszony o wyjaśnienie samego siebie.

I kosmologia była daleka od jedynego obszaru, w którym fizycy się nie zgadzali.

„Najbardziej uderzającym wynikiem jest to, jak niewiele »standardowych odpowiedzi« w fizyce fundamentalnej cieszy się przytłaczającym poparciem, a większość nie osiąga większości. Ciekawy punkt nie polega na tym, że fizycy są zdezorientowani. Chodzi o to, że frontier jest naprawdę żywy” – mówi Niayesh Afshordi, członek kadry stowarzyszonej w Perimeter Institute i profesor na University of Waterloo. Afshordi kierował badaniem wraz ze współautorem Philem Harperem i Physics Magazine Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego.

Spośród pytań zawartych w ankiecie tylko dwa uzyskały zgodę większości. Jedno dotyczyło Wielkiego Wybuchu. Wbrew temu, jak często przedstawia się go w kulturze popularnej, 68% ankietowanych fizyków stwierdziło, że Wielki Wybuch niekoniecznie reprezentuje początek czasu. Zamiast tego teoria opisuje, jak wszechświat rozwinął się z niezwykle gorącego i gęstego stanu. Sama w sobie nie wyjaśnia, czy czas miał absolutny początek. Więc jeśli liczyłeś na definitywną odpowiedź na temat pochodzenia wszystkiego, odpowiedź brzmi: 68% ekspertów mówi, przestań pytać.

Drugim punktem, który przekroczył próg większości, była inflacja kosmiczna. Tylko 51% zgodziło się, że wczesny wszechświat przeszedł niezwykle szybki okres ekspansji znany jako inflacja. To większość, technicznie rzecz biorąc, w tym samym sensie, w jakim wygranie jednym głosem jest technicznie wygraniem.

W wielu innych ważnych kwestiach odpowiedzi były znacznie bardziej podzielone. Ciemna materia jest jednym z przykładów. Tylko 17% opowiedziało się za ideą, że ciemna materia składa się z jeszcze nieodkrytej cząstki lub cząstek o małej masie. Kolejne 12% poparło modyfikacje teorii grawitacji. Największa pojedyncza grupa, 21%, opowiedziała się za pewną kombinacją wielu proponowanych wyjaśnień. To rozproszenie podkreśla, jak mały konsensus istnieje wokół jednej z centralnych tajemnic współczesnej kosmologii – tajemnicy, która w tym momencie ma więcej proponowanych rozwiązań niż ciemna materia wykrywalnych efektów.

Fizycy byli podobnie podzieleni w kwestii grawitacji kwantowej, wysiłku mającego na celu opracowanie teorii, która może opisać grawitację w ramach mechaniki kwantowej. Teoria strun otrzymała największe poparcie, ale tylko 19% respondentów wybrało ją jako najbardziej prawdopodobne rozwiązanie. Pętlowa grawitacja kwantowa otrzymała 12%, podczas gdy 18% opowiedziało się za możliwością, że grawitacji w ogóle nie można skwantować. Wynik pokazuje, że nawet po dziesięcioleciach pracy teoretycznej żadne pojedyncze podejście nie wyłoniło się jako dominująca odpowiedź – co jest dyplomatycznym sposobem powiedzenia, że dziedzina wyprodukowała wiele bardzo eleganckiej matematyki i niewiele zgody.

Więc co tak powszechna niezgoda oznacza dla przyszłości dziedziny? Afshordi postrzega brak konsensusu jako znak możliwości, a nie porażki.

„Prawda naukowa nie jest rozstrzygana w głosowaniu. Ale konsensus, lub jego brak, mówi nam, gdzie dowody wydają się ustalone, a gdzie badacze wciąż widzą miejsce na radykalnie odmienne idee. W tym sensie brak konsensusu może być wskazówką. Oznacza miejsca, w których lepsze dane, ostrzejsza teoria lub nowe powiązania między poddziedzinami mogą być”