مشهد نظرية الأوتار

في عام 1987، اقترح ستيفن واينبرغ أن القيمة المرصودة للثابت الكوني صغيرة جدًا لأنه من المستحيل أن تحدث الحياة في كون ذي ثابت كوني أكبر بكثير. ^{[ 9 ]}

حاول واينبرغ التنبؤ بقيمة الثابت الكوني بناءً على حجج احتمالية. وقد بُذلت محاولات أخرى لتطبيق منطق مماثل على نماذج فيزياء الجسيمات. ^{[ 10 ]}

تستند هذه المحاولات إلى الأفكار العامة للاحتمال البايزي ؛ إن تفسير الاحتمال في سياق لا يمكن فيه إلا سحب عينة واحدة من التوزيع يمثل مشكلة في الاحتمال التكراري ولكن ليس في الاحتمال البايزي، الذي لا يتم تعريفه من حيث تكرار الأحداث المتكررة.

في مثل هذا الإطار، الاحتمال${\displaystyle P(x)}$مراقبة بعض المعايير الأساسية${\displaystyle x}$يُعطى بواسطة،

${\displaystyle P(x)=P_{\mathrm {prior} }(x)\times P_{\mathrm {selection} }(x),}$

أين${\displaystyle P_{\mathrm {prior} }}$يمثل الاحتمال المسبق، من النظرية الأساسية، للمعاملات${\displaystyle x}$و${\displaystyle P_{\mathrm {selection} }}$هي "دالة الانتقاء الأنثروبي"، التي تحددها عدد "المراقبين" الذين سيظهرون في الكون بمعاملات${\displaystyle x}$.

تُعدّ هذه الحجج الاحتمالية الجانب الأكثر إثارةً للجدل في هذا المجال. وقد أشارت الانتقادات التقنية لهذه المقترحات إلى ما يلي:

• الوظيفة${\displaystyle P_{\mathrm {prior} }}$غير معروف تمامًا في نظرية الأوتار وقد يكون من المستحيل تعريفه أو تفسيره بأي طريقة احتمالية معقولة.
• الوظيفة${\displaystyle P_{\mathrm {selection} }}$لا يزال هذا الأمر مجهولاً تماماً، نظراً لقلة المعلومات المتوفرة عن أصل الحياة. لذا، يجب استخدام معايير مبسطة (مثل عدد المجرات) كبديل لعدد المراقبين. علاوة على ذلك، قد يتعذر حسابه أبداً باستخدام معايير تختلف اختلافاً جذرياً عن تلك الخاصة بالكون المرئي.

وقد تناول تيغمارك وآخرون مؤخراً هذه الاعتراضات واقترحوا سيناريو أنثروبياً مبسطاً للمادة المظلمة الأكسيونية ، حيث يجادلون بأن المشكلتين الأوليين لا تنطبقان. ^{[ 11 ]}

اقترح فيلينكين وزملاؤه طريقة متسقة لتحديد الاحتمالات لفراغ معين. ^{[ 12 ]}

تكمن إحدى مشكلات العديد من المناهج المبسطة التي جُرِّبت في أنها "تتنبأ" بثابت كوني أكبر بكثير من اللازم، بمعامل يتراوح بين 10 و1000 رتبة مقدارية (بحسب الافتراضات)، وبالتالي توحي بأن التسارع الكوني يجب أن يكون أسرع بكثير مما هو مُلاحَظ. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

لا يختلف اثنان على العدد الكبير للفراغات شبه المستقرة. ومع ذلك، لا يزال وجود المشهد الأنثروبي ومعناه وأهميته العلمية موضع جدل.

يمكن تطبيق أفكار فضاء الأوتار على مفهوم التناظر الفائق الضعيف ومسألة التسلسل الهرمي الصغير. بالنسبة لفراغات الأوتار التي تتضمن النموذج القياسي الأدنى للتناظر الفائق (MSSM) كنظرية مجال فعالة منخفضة الطاقة، يُتوقع أن تكون جميع قيم حقول كسر التناظر الفائق متساوية الاحتمالية على هذا الفضاء. وقد دفع هذا دوغلاس ^{[ 16 ]} وآخرين إلى اقتراح أن مقياس كسر التناظر الفائق يتوزع وفقًا لقانون القوة على هذا الفضاء.${\displaystyle P_{prior}\sim m_{soft}^{2n_{F}+n_{D}-1}}$أين${\displaystyle n_{F}}$يمثل عدد الحقول التي تكسر F (موزعة كأعداد مركبة) و${\displaystyle n_{D}}$يمثل عدد حقول كسر التناظر D (موزعة كأعداد حقيقية). بعد ذلك، يمكن تطبيق شرط أغراوال، بار، دونوهيو، سيكل (ABDS) الأنثروبي ^{[ 17 ]} الذي ينص على أن المقياس الضعيف المستنتج يقع ضمن نطاق بضعة أضعاف القيمة المقاسة (حتى لا تصبح النوى، الضرورية للحياة كما نعرفها، غير مستقرة (المبدأ الذري)). بدمج هذه التأثيرات مع انجذاب طفيف لقانون القوة نحو حدود كسر التناظر الفائق الضعيفة الكبيرة، يمكن حساب كتل بوزون هيغز والجسيمات الفائقة المتوقعة من المشهد. ^{[ 18 ]} يبلغ توزيع احتمالية كتلة هيغز ذروته حول 125 جيجا إلكترون فولت، بينما تميل الجسيمات الفائقة (باستثناء هيغزينو الخفيف) إلى أن تكون أبعد بكثير من حدود البحث الحالية لمصادم الهادرونات الكبير. يُعد هذا النهج مثالًا على تطبيق الطبيعة الوترية.