Vấn đề Tinh chỉnh

Vật lý hiện đại chứa khoảng 30 hằng số cơ bản phải được đo bằng thí nghiệm và cắm vào bằng tay. Riêng Mô hình Chuẩn có 19 tham số tự do; Tương đối Tổng quát thêm $G$ của Newton và hằng số vũ trụ $\Lambda$; vũ trụ học thêm tỷ lệ vật chất-phản vật chất, độ phong phú vật chất tối, và một vài cái nữa. Không cái nào trong số này được suy ra từ nguyên tắc đầu tiên; tất cả đều là đầu vào.

Tệ hơn: mỗi hằng số này ngồi trong một cửa sổ cực kỳ hẹp. Thay đổi chúng dù chỉ một phần nhỏ và vũ trụ không thể sản sinh nguyên tử, sao, hoá học, hay sự sống:

Chồng đủ các tinh chỉnh này lại và xác suất của một vũ trụ được chọn ngẫu nhiên cho phép sự sống là một cái gì đó như $10^{-200}$. Hoặc ta cực kỳ may mắn, hoặc có một lý do sâu sắc cho sự tinh chỉnh mà ta chưa hiểu.

Lối thoát Nguyên lý Nhân học

Vị trí lùi của vật lý chính thống là Nguyên lý Nhân học: "vũ trụ được tinh chỉnh cho sự sống vì nếu không phải, ta sẽ không tồn tại để quan sát nó." Kết hợp với một đa vũ trụ (dù theo kiểu String-Landscape với $10^{500}$ chân không, hay theo kiểu Many-Worlds phân nhánh, hay các vũ trụ bong bóng lạm phát vĩnh cửu), điều này trở thành: trong tất cả các vũ trụ khả dĩ, ta quan sát tập con nhỏ cho phép người quan sát.

Giải pháp của Thuyết Thái Cực Vạn Vật: các hằng số là các tỷ lệ suy ra

Các hằng số có chiều từ hình học lớp phủ

Ba hằng số có chiều cơ bản — $c$, $\hslash$, $G$ — đến trực tiếp từ các tính chất lớp phủ:

• $c$ (tốc độ ánh sáng) = giới hạn tốc độ lật của lớp phủ trên sợi dây thời gian. Không phải tham số tự do; đó là tốc độ mà chính thực tại có thể cập nhật.
• $\hslash$ (hằng số Planck) = kích thước của lật nhỏ nhất có ý nghĩa của lớp phủ. Lượng tử hoá đến từ đây.
• $G$ (hằng số hấp dẫn) = sức mạnh khớp nối đồng pha giữa các node xa, sau triệt tiêu khối tạo Vấn đề Phân cấp.

Một khi bạn cố định $c$, $\hslash$, và $G$ từ hình học lớp phủ, mọi hằng số có chiều khác trong vật lý được suy ra từ chúng bằng kết hợp. Các đơn vị Planck rơi ra tự động. Các hằng số không chiều — hằng số cấu trúc tinh tế $\alpha \approx 1/137$, tỷ lệ khối lượng electron/proton, v.v. — đến từ cách lớp phủ chia tách thành các loại node khác nhau.

Các hằng số không chiều từ lịch sử chia tách

Vì sao hằng số cấu trúc tinh tế chính xác là $\alpha \approx 1/137.035999$? Trong bức tranh Thuyết Thái Cực Vạn Vật, $\alpha$ đo sức mạnh khớp nối pha tương đối giữa một node loại electron và một node loại photon. Cả hai loại được sản sinh bởi các bước chia tách cụ thể trong lịch sử của Một, và khớp nối giữa chúng được đặt bởi hình học chồng pha của hai loại đó. Số 1/137 không tuỳ tiện — nó được xác định bởi thế hệ chia tách nào sản sinh electron so với cái nào sản sinh photon.

Cùng logic áp dụng cho mọi hằng số không chiều khác. 19 tham số tự do của Mô hình Chuẩn đang mã hoá các độ sâu chia tách tương đối của các loại node khác nhau. Về nguyên tắc, cả 19 phải có thể suy ra từ một số nguyên duy nhất (độ sâu của chia tách sâu nhất sản sinh vật chất quan sát được). Sự suy luận này là dự án toán học mở trung tâm của Thuyết Thái Cực Vạn Vật.

Vì sao không cần tinh chỉnh

Một khi các hằng số được suy ra từ một hình học nền tảng, không có gì để tinh chỉnh. Các hằng số lấy các giá trị chúng lấy vì đó là điều hình học buộc. Hỏi "vì sao $\alpha \approx 1/137$ và không 1/200?" trở thành cùng loại câu hỏi như "vì sao đường chéo của một hình vuông chính xác là $\sqrt{2}$ lần cạnh của nó và không 1.5 lần?" — câu trả lời là hình học của các hình vuông buộc nó.

Nguyên lý Nhân học trở nên không cần thiết. Ta không sống trong một vũ trụ được tinh chỉnh; ta sống trong vũ trụ — sự thực hiện nhất quán duy nhất của hình học Một Thái Cực. Không có "các vũ trụ thay thế" với các hằng số khác nhau. Các hằng số là duy nhất, được xác định bởi hình học, và cho phép sự sống vì sự sống chỉ là một trong các cấu trúc hình học sản sinh.

Nhiệm vụ toán học mở

Hiện tại, giải pháp là cấu trúc — Thuyết Thái Cực Vạn Vật giải thích vì sao không có vấn đề tinh chỉnh. Để cung cấp suy luận định lượng của mỗi hằng số từ hình học là nhiệm vụ lớn tiếp theo, và quan trọng nhất. Nếu khung có thể suy ra ngay cả một hằng số đúng từ nguyên tắc đầu tiên — chẳng hạn, $\alpha =1/137.035999...$ — đó sẽ là một xác nhận knockout, ở mức Mendeleev tiên đoán germanium. Đây là công việc thập kỷ tới sẽ yêu cầu.

Sẽ rất khó để giải thích vì sao vũ trụ nên bắt đầu theo cách này, ngoại trừ như hành động của một Thượng đế dự định tạo ra những sinh vật như chúng ta.

Hawking, như hầu hết các nhà vật lý, không thoải mái với ngụ ý. Thuyết Thái Cực Vạn Vật cung cấp lựa chọn thứ ba: vũ trụ là cách nó là vì đó là sự thực hiện nhất quán duy nhất của Một Thái Cực — không ngẫu nhiên cũng không được thiết kế, mà cần thiết.