स्ट्रिंग सिद्धांत परिदृश्य

स्ट्रिंग सिद्धांत में, स्ट्रिंग थ्योरी लैंडस्केप (या वैक्यूम का लैंडस्केप) संभावित असत्यवादी वैक्यूम का संग्रह है, एक साथ संघनन (भौतिकी) को नियंत्रित करने वाले मापदंडों के विकल्पों का सामूहिक परिदृश्य सम्मिलित है।

परिदृश्य शब्द विकासवादी जीव विज्ञान में फिटनेस परिदृश्य की धारणा से आया है। यह प्रथम बार ली स्मोलिन द्वारा अपनी पुस्तक द लाइफ ऑफ द कॉसमॉस (1997) में ब्रह्माण्ड विज्ञान पर प्रारम्भ किया गया था, और प्रथम बार लियोनार्ड सुस्किंड द्वारा स्ट्रिंग सिद्धांत के संदर्भ में इसका उपयोग किया गया था।

सघन कैलाबी-याउ मैनिफोल्ड्स

Main article: संघनन (भौतिकी)

स्ट्रिंग थ्योरी में फ्लक्स वैक्यूमकी संख्या को सामान्यतः मोटे तौर पर $10^{500}$ मानी जाती है , किन्तु हो सकता है $10^{272,000}$ या उच्चतर एफ सिद्धांत में पाए जाने वाले विभिन्न होमोलॉजी (गणित) चक्रों पर कैलाबी-यॉ मैनिफोल्ड्स और सामान्यीकृत चुंबकीय प्रवाह के विकल्पों से बड़ी संख्या में संभावनाएं उत्पन्न होती हैं।

यदि वैक्यूम के स्थान में कोई संरचना नहीं है, तो पर्याप्त रूप से अल्प ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक वाले एक का शोध करने की समस्या एनपी पूर्ण है। यह सबसेट योग समस्या का संस्करण है।

स्ट्रिंग थ्योरी वैक्यूम स्थिरीकरण का संभावित तंत्र, जिसे अब KKLT तंत्र के रूप में जाना जाता है, 2003 में शमित काचरू, रेनाटा कलोश, एंड्री लिंडे और संदीप त्रिवेदी द्वारा प्रस्तावित किया गया था।

मानवशास्त्रीय सिद्धांत द्वारा फाइन-ट्यूनिंग

Main articles: फ़ाइन-ट्यूनिंग (भौतिकी) and मानवशास्त्रीय सिद्धांत

ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक या हिग्स बॉसन द्रव्यमान जैसे स्थिरांकों की फाइन-ट्यूनिंग सामान्यतः उनके विशेष मूल्यों को यादृच्छिक रूप से लेने के विपरीत स्थिर भौतिक कारणों से होने के लिए माना जाता है। यही है, इन मूल्यों को विशिष्ट रूप से अंतर्निहित भौतिक कानूनों के अनुरूप होना चाहिए।

सैद्धांतिक रूप से अनुमत विन्यासों की संख्या ने विचारो को प्रेरित किया है कि ऐसा नहीं है, और यह कि कई भिन्न-भिन्न वैक्यूम शारीरिक रूप से वैक्यूम किए जाते हैं। मानवशास्त्रीय सिद्धांत प्रस्तावित करता है कि मौलिक स्थिरांक के मान हो सकते हैं जो उनके निकट हैं क्योंकि ऐसे मूल्य जीवन के लिए आवश्यक हैं (और इसलिए स्थिरांक को मापने के लिए बुद्धिमान पर्यवेक्षक)। मानव परिदृश्य इस प्रकार परिदृश्य के उन भागो के संग्रह को संदर्भित करता है जो बुद्धिमान जीवन का समर्थन करने के लिए उपयुक्त हैं।

इस विचार को ठोस भौतिक सिद्धांत में प्रारम्भ करने के लिए यह आवश्यक है मल्टीवर्स को पोस्ट करने के लिए जिसमें मौलिक भौतिक पैरामीटर भिन्न-भिन्न मान ले सकते हैं। यह शाश्वत मुद्रास्फीति के संदर्भ में अनुभव किया गया है।

वेनबर्ग मॉडल

Main article: बायेसियन संभावना

1987 में, स्टीवन वेनबर्ग ने प्रस्तावित किया कि ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक का प्रेक्षित मान इतना अल्प था, क्योंकि ब्रह्मांड में अधिक बड़े ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के साथ जीवन का होना असंभव है। वेनबर्ग ने संभाव्य तर्कों के आधार पर ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के परिमाण की भविष्यवाणी करने का प्रयत्न किया। अन्य प्रयत्न कण भौतिकी के मॉडल के समान तर्क को प्रारम्भ करने के लिए बनाया गया है। इस प्रकार के प्रयत्न बायेसियन संभाव्यता के सामान्य विचारों पर आधारित होते हैं, संभाव्यता की व्याख्या ऐसे संदर्भ में करना जहां संभाव्यता वितरण से केवल मॉडल आकार खींचना संभव है, निरंतर संभावना में समस्याग्रस्त है, किन्तु बायेसियन संभावना में नहीं, जो कि निरंतर होने वाली घटनाओं की आवृत्ति के संदर्भ में परिभाषित नहीं है।

ऐसे ढांचे में, संभावना $P(x)$ कुछ मूलभूत मापदंडों का अवलोकन करना $x$ द्वारा दिया गया है,

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

जहाँ $P_{\mathrm {prior} }$ मौलिक सिद्धांत से, मापदंडों की पूर्व संभावना है $x$ और $P_{\mathrm {selection} }$ एंथ्रोपिक चयन फ़ंक्शन है, जो ब्रह्मांड में मापदंडों के साथ घटित होने वाले पर्यवेक्षकों की संख्या से $x$ निर्धारित होता है।

ये संभाव्य तर्क परिदृश्य का सबसे विवादास्पद पहलू हैं। इन प्रस्तावों की प्रविधी आलोचनाओं ने इंगित किया है, कि

• कार्यक्रम $P_{\mathrm {prior} }$ स्ट्रिंग थ्योरी में पूर्ण रूप से अज्ञात है और किसी भी सचेत संभाव्य प्रविधी से परिभाषित या व्याख्या करना असंभव हो सकता है।
• कार्यक्रम $P_{\mathrm {selection} }$ पूर्ण रूप से अज्ञात है, क्योंकि जीवन की उत्पत्ति के बारे में अधिक कम जानकारी है। सरलीकृत मानदंड (जैसे कि आकाशगंगाओं की संख्या) का उपयोग पर्यवेक्षकों की संख्या के लिए प्रॉक्सी के रूप में किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, अवलोकन योग्य ब्रह्मांड के उन पैरामीटरों के लिए मौलिक रूप से भिन्न मापदंडों के लिए इसकी गणना करना संभव नहीं हो सकता है।

सरलीकृत दृष्टिकोण

मैक्स टेगमार्क एट अल शीघ्र ही में इन आपत्तियों पर विचार किया है और एक्सियन गहरे द्रव्य के लिए सरल मानवशास्त्रीय परिदृश्य प्रस्तावित किया गया है जिसमें वे तर्क देते हैं कि इनमें से प्रथम दो समस्याएं प्रारम्भ नहीं होती हैं। विलेनकिन और सहयोगियों ने किसी दिए गए निर्वात की संभावनाओं को परिभाषित करने के लिए सुसंगत प्रविधी प्रस्तावित की गयी है। कई सरलीकृत दृष्टिकोण वाले लोगों के साथ एक समस्या ने प्रयत्न किया है, कि वे ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक की भविष्यवाणी करते हैं जो परिमाण के 10–1000 क्रमों (किसी की मान्यताओं के आधार पर) के कारक द्वारा अधिक बड़ा है और इसलिए विचार देते हैं कि ब्रह्मांडीय त्वरण मनाया जाने की तुलना में अधिक अधिक तीव्र होना चाहिए।

व्याख्या

कुछ मेटास्टेबल वैक्यूम की बड़ी संख्या पर विवाद करते हैं। मानवशास्त्रीय परिदृश्य का अस्तित्व, अर्थ और वैज्ञानिक प्रासंगिकता, हालांकि, विवादास्पद बनी हुई है।

ब्रह्माण्ड संबंधी निरंतर समस्या

आंद्रेई लिंडे, सर मार्टिन रीस और लियोनार्ड सस्किंड ने ब्रह्माण्ड संबंधी निरंतर समस्या के समाधान के रूप में इसकी वकालत की।

लैंडस्केप से कमजोर स्केल सुपरसिमेट्री

स्ट्रिंग परिदृश्य विचारों को कमजोर पैमाने के सुपरसिमेट्री और लिटिल पदानुक्रम समस्या की धारणा पर प्रारम्भ किया जा सकता है। स्ट्रिंग वैक्यूम के लिए जिसमें निम्न ऊर्जा प्रभावी क्षेत्र सिद्धांत के रूप में MSSM (मिनिमल सुपरसिमेट्रिक स्टैंडर्ड मॉडल) सम्मिलित है, SUSY ब्रेकिंग फ़ील्ड के सभी मान परिदृश्य पर समान रूप से होने की संभावना है। इसने डगलस का नेतृत्व किया और दूसरों का प्रस्ताव है कि SUSY ब्रेकिंग स्केल को एक शक्ति के रूप में वितरित किया जाता है परिदृश्य में कानून $P_{prior}\sim m_{soft}^{2n_{F}+n_{D}-1}$ कहाँ $n_{F}$ F-ब्रेकिंग फ़ील्ड्स की संख्या है (जटिल संख्या के रूप में वितरित) और $n_{D}$ डी-ब्रेकिंग फ़ील्ड की संख्या है (वास्तविक संख्या के रूप में वितरित)। इसके बाद, कोई अग्रवाल, बर्र, डोनॉग्यू, सेकेल (एबीडीएस) मानवीय आवश्यकता को प्रारम्भ कर सकता है व्युत्पन्न कमजोर पैमाना कुछ के कारक के भीतर होता है हमारे मापा मूल्य (ऐसा न हो कि जीवन के लिए आवश्यक नाभिक जैसा कि हम जानते हैं कि यह अस्थिर हो जाता है (परमाणु सिद्धांत))। इन प्रभावों को हल्के पावर-लॉ ड्रा के साथ बड़े सॉफ्ट SUSY ब्रेकिंग टर्म्स में मिलाते हुए, परिदृश्य से अपेक्षित हिग्स बोसॉन और सुपरपार्टिकल द्रव्यमान की गणना की जा सकती है। हिग्स मास प्रायिकता वितरण 125 GeV के आसपास होता है, जबकि स्पार्टिकल्स (लाइट हिगसिनो के अपवाद के साथ) की प्रवृत्ति होती है। वर्तमान एलएचसी खोज सीमाओं से काफी परे है। यह दृष्टिकोण कड़ी स्वाभाविकता के अनुप्रयोग का एक उदाहरण है।

वैज्ञानिक प्रासंगिकता

डेविड ग्रॉस सुझाव देते हैं कि यह विचार स्वाभाविक रूप से अवैज्ञानिक, अचूक या अपरिपक्व है। स्ट्रिंग थ्योरी के मानवशास्त्रीय परिदृश्य पर एक प्रसिद्ध बहस परिदृश्य की खूबियों पर स्मोलिन-सुस्किंड बहस है।

लोकप्रिय स्वागत

ब्रह्मांड विज्ञान में मानवशास्त्रीय सिद्धांत के बारे में कई लोकप्रिय पुस्तकें हैं। दो भौतिकी ब्लॉग, लुबोस मोटल और पीटर वोइट के लेखक मानवशास्त्रीय सिद्धांत के इस प्रयोग के विरोध में हैं।

यह भी देखें

• दलदल (भौतिकी)
• स्ट्रिंग सिद्धांत # अतिरिक्त आयाम

बाहरी संबंध

• String landscape; moduli stabilization; flux vacua; flux compactification on arxiv.org.
• Cvetič, Mirjam; García-Etxebarria, Iñaki; Halverson, James (March 2011). "On the computation of non-perturbative effective potentials in the string theory landscape". Fortschritte der Physik. 59 (3–4): 243–283. arXiv:1009.5386. Bibcode:2011ForPh..59..243C. doi:10.1002/prop.201000093. S2CID 46634583.