Ar Visata Prasidėjo Kaip Paprasta 1-D Linija?

{h1}

Naujoje fizikos teorijoje, vadinamoje „nykstančiomis dimensijomis“, teigiama, kad ankstyvoji visata buvo viena dimensija. Koks būtų gyvenimas 1-d?

Sudėtingame didelės energijos fizikos pasaulyje atsirado gaiviai paprasta idėja. Joje teigiama, kad ankstyvoji visata buvo vienmatė linija. Ne sprogi sfera, ne chaotiškas ugnies kamuolys. Tiesiog paprasta grynos energijos linija.

Laikui bėgant, augant šiai linijai, ji vis labiau kirto ir kerta save, pamažu sudarydama sandariai susipynusį audinį, kuris dideliais atstumais pasirodė kaip 2-D plokštuma. Praėjo daugiau laiko ir 2-D visata išsiplėtė ir susisuko, galiausiai sukūrė žiniatinklyje 3-D visatą, kurią matome šiandien.

Ši koncepcija, vadinama „nykstančiais matmenimis“, siekiant apibūdinti tai, kas nutinka toliau, atsižvelgiant į laiką, pastaraisiais mėnesiais įgauna didelę energiją naudojančios fizikos bendruomenę. Jei bus teisingai, žada užpildyti atotrūkį tarp kvantinės mechanikos ir labai mažo fizinio bei bendrojo erdvės laiko fizikos fizikos. Taip pat būtų prasminga hipotetinės elementariosios dalelės, vadinamos Higso bozonu, savybės. O geriausia, kad tai padarytų elegantiškas paprastumas.

„Per pastaruosius 30 metų [fizikai] bandė mūsų teorijas padaryti sudėtingesnes, įvesdami daugiau dalelių, daugiau dimensijų“, - teigė nykstančius matmenis tyrinėjantis Bafalo universiteto fizikas Dejanas Stojkovičius. "Mes nusprendėme eiti kitu keliu ir padaryti teorijas ne tokias sudėtingas kaip didelės energijos sritis. Esant didelei energijai [ankstyvojoje visatoje], mes keičiame foną, ant kurio formuojamas standartinis dalelių fizikos modelis. 1-D, problema labai supaprastėja “.

Remiantis teorija, pirmą tūkstantį trilijonų sekundės po Didžiojo sprogimo iki to momento, kai Visata atvėsta iki vidutinės 100 teraelektronvoltų temperatūros (TeV iš tikrųjų yra energijos matas, tačiau energija ir temperatūra atitinka), tai buvo 1-D linija.

Kokia būtų jauna visata?

Gyvenimas linijoje

„1-D pavidalu atsiranda naujas susivienijimo pojūtis“, - pasakojo „Stojkovičius“ „Mažosios gyvenimo paslaptys“. "Šiuo metu jūs matote įvairų pasaulį, nes esate 3D erdvėje. Kai jūs einate į 3D, viskas tampa daug paprasčiau. Ypatybės, išskiriančios visas skirtingas daleles, neegzistuoja, todėl jos visos tampa panašios. "Nėra sukimosi. Viskas, ką turite, yra pirmyn ir atgal, o energija juda bet kuria kryptimi."

"Laikui bėgant, 1-D styginių visata vystosi, daugybę kartų kertant save, kad sukurtų audinį", - sakė jis. Antrasis matmuo yra pastatytas, o vėliau - trečiasis, tokiu pačiu būdu, kad 2-D formato popieriaus lapą būtų galima sulankstyti, kad būtų sukurta pop-up knyga. [Ar Visata turi kraštą? ]

Bet Stojkovičius dar nenustatė mechanizmo, dėl kurio visata vystosi laikui bėgant. "Turime paaiškinti, kas lėmė skirtingų energijų evoliuciją. Jums reikia tikslaus modelio, kuris prasideda styga ir sukuria aukštesnius matmenis, nes jis evoliucionuoja laike, kad sukurtų erdvės-laiką, kurį mes matome šiandien." Savo skeleto pavidalu Stojkovičius nykstančias dimensijas vadina sistema, o ne teorija. "Kaip pagrindas, jis yra gražus. Bet mes turime išsiaiškinti detales", - sakė jis.

Pabandykite

Skirtingai nuo styginių teorijos, panašiai gražios sąvokos, apibūdinančios visatos architektūrą, nykstančių dimensijų sistemą galima patikrinti eksperimentuojant: Šį mėnesį Stojkovic ir Jonas Mureika, fizikas iš Loyola Marymount universiteto Los Andžele, paskelbė pirmąjį kolegų - apžvelgė straipsnį šia tema prestižiniame žurnale „Physical Review Letters“ ir jame išdėstė eksperimentą, skirtą patikrinti, ar ankstyvoji visata iš tikrųjų buvo vienmatė.

Eksperimente dalyvauja silpni gravitacijos bangų virpesiai, kurie, kaip manoma, sklinda iš masyvių objektų ir keliauja per erdvės laiką. Gravitacijos bangos niekada nebuvo aptiktos, tačiau jų egzistavimą prognozuoja standartinis dalelių fizikos modelis, ir fizikai tikisi jas pastebėti per artimiausią dešimtmetį, naudodamiesi palydovų tinklu erdvėje. [Ar kosmose yra gravitacija? ]

Gravitacijos bangos nešioja jas sukūrusių objektų energetinį parašą. Jei Stojkovičius yra teisus, tada gravitacijos bangos neturėtų egzistuoti anksčiau, nei Visata tapo trimatė.

„Gravitacijos bangos keliauja ne mažiau kaip trimis erdviniais matmenimis“, - pasakojo „Stojkovičius“ „Mažosios gyvenimo paslaptys“. "Jei jūs einate žemyn į dvi dimensijas, gravitacijos bangos neegzistuoja. Nei jos neegzistuoja vienoje dimensijoje."

„Jei mūsų pasiūlymas bus teisingas, perėjimas nuo 2-D iki 3-D įvyko, kai Visatos energija atvėsta iki 1 TeV“, - teigė Stojkovičius. Tai atsitiko vieną trilijoną sekundės po Didžiojo sprogimo. „Kai ankstyvojoje visatoje buvo 1 TeV karšta, ji pasikeitė iš 2-D į 3-D, ir tuo metu gravitacijos bangos buvo pradėtos gaminti tik po to kryžminio jungimo, o ne anksčiau“, - sakė jis. Jei gravitacijos bangos nebūtų susijusios su susijusiomis energijomis, didesnėmis kaip 1 TeV, tai teorijai suteiktų svarbos.

Kai būsimi palydovai išmatuos gravitacijos bangų dažnius (ir atitinkamą energiją), Stojkovičius tikisi, kad matys dažnio ribą. „Neįmanoma išmatuoti gravitacinių bangų, o tai reikštų perėjimą iš 2-D į 3-D“, - teigė Stojkovičius. Jei šie instrumentai atpažins ribą, kurią prognozuoja Stojkovičius, nykstantys matmenys įgis didelę reikšmę.

Kai kurie fizikai prieštarauja eksperimentinio bandymo prielaidai; būtent, kad gravitacijos bangos atsitrauks virš tam tikro dažnio. „Visuose dažniuose yra gravitacinė radiacija“, - elektroniniame laiške rašė aukštos energijos fizikas Tomas Sotiriou Kembridžo universitete ir Silke Weinfurtner iš SISSA instituto Italijoje. "Tai nereiškia, kad ši gravitacinė spinduliuotė neturės tam tikro išnykstančių matmenų įspaudų", - aiškino jie, bet ne taip, kaip išdėstė Stojkovičius ir Mureika. "Tai nebūtų bendras tam tikro dažnio spinduliuotės nebuvimas, kaip siūlo Stojkovic ir Mureika."

Sotiriou ir Weinfurtneris taip pat prieštarauja pagrindinio mechanizmo, kuris paaiškintų visatos evoliuciją ir matmenų atsiradimą, trūkumui. „Stojkovic ir kt. [PRL] laiškas yra gana neaiškus“, - rašė jie. "Jie nurodo nykstančius matmenis esant didelėms energijoms ir sunkio jėgos kontekste, tačiau jie praktiškai nieko nesako apie mechanizmą, per kurį tai būtų pasiekta."

„Dingusių dimensijų idėja yra gana įdomi ir potencialiai vaisinga, jei tik paaiškinama, ką reiškia„ nykstantys matmenys “. Be konkretaus, matematiškai apibrėžto modelio, kaip išnyks matmenys, negalima pasakyti daug “, - rašė Sotirious ir Weinfurtner. Kartu su Matt Visser iš Viktorijos universiteto Naujojoje Zelandijoje fizikos „arXiv“ paskelbė savo požiūrį į nykstančius matmenis.

Kosminių spindulių užuominos

Neskaidri koncepcija gali būti viena užuomina į įrodymus, patvirtinančius nykstančius matmenis. „Kai kosminiai spinduliai susiduria su atmosferoje esančiomis dalelėmis, susidaro kitų dalelių dušas“, - teigė Stojkovičius. "Tas dušas atrodo kaip kūgis. Ir kaip jūs galite įsivaizduoti, kūgio skerspjūvio gabalas atrodo kaip apskritimas". [Kas yra kosminiai spinduliai?]

„Na, atrodo, kad kosminės spinduliuotės, kurios energija yra didžiausia, energija yra plokščia, reiškianti, kad jie įvyksta 2-D, o ne 3D-3D“, - sakė jis. Matmenys, atrodo, dingsta dalelių susidūrimuose, kurie yra tokie pat energingi kaip ankstyvoji visata. Dviejų dimensijų "kosminis spindulys pataiko į dalelę, tada sukuria dalelių dušą, kuris išeina ratu. Apskritimo gabalas atrodo kaip linija. Štai ką matė detektoriai, esantys labai aukštoje atmosferoje".

Jis sakė, kad eksperimentai su dideliu hadronų susidūrėju turėtų turėti pakankamai energijos, kad pamatytų tą pačią dvimatę sritį. "LHC turėtų matyti tą patį derinimą. Dalelių įvykiai turėtų sutapti plokštumoje."

Jei taip atsitiks, naujoji išnykstanti dimensijų sistema įgis daugiau traukos, o gražiausias paprastas ankstyvosios visatos vaizdas bus sutelktas į didesnį dėmesį.

  • Kokia yra visa Visatos energija?
  • Kas yra tamsi energija?
  • Kas yra juodųjų skylių centre?

Stebėkite Natalie Wolchover „Twitter“ @nattyover.


Vaizdo Papildas: Section 6.




Tyrimas


Žemės Oras Padalintas Iš Cheminio Pusiaujo
Žemės Oras Padalintas Iš Cheminio Pusiaujo

Švytintis Nasa Žemėlapis Rodo Didžiulius Dulkių Debesis, Besisukančius Visoje Žemėje
Švytintis Nasa Žemėlapis Rodo Didžiulius Dulkių Debesis, Besisukančius Visoje Žemėje

Mokslas Naujienos


Dėl Ledinės Energijos Šaltinio Iki 2025 M. Gali Sumažėti Gamtinių Dujų Kainos
Dėl Ledinės Energijos Šaltinio Iki 2025 M. Gali Sumažėti Gamtinių Dujų Kainos

Galvos Žaidimai: „Pro“ Futbolininkai Turi Ryškesnius Psichinius Įgūdžius
Galvos Žaidimai: „Pro“ Futbolininkai Turi Ryškesnius Psichinius Įgūdžius

Žmogaus Šeimos Medis Dabar Susivėlęs, Purvinas Krūmas
Žmogaus Šeimos Medis Dabar Susivėlęs, Purvinas Krūmas

10 Nuostabių Faktų Apie 1964 M. Aliaskos Žemės Drebėjimą
10 Nuostabių Faktų Apie 1964 M. Aliaskos Žemės Drebėjimą

Ar Mes Gręžiame Naftą Jav?
Ar Mes Gręžiame Naftą Jav?


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com