日本物理學家創建了一個弦理論模型，該模型模擬了宇宙的誕生。在他們的模型中，大爆炸是一個“對稱性的事件”，這是一個波動，導致三個空間維度擺脫了弦理論的其他六個維度，然後迅速展開以產生我們宇宙觀察到的3D結構。
字符串理論 - 統一量子力學和一般相對論在一個完整的圖片中一起 - 模型基本粒子為振盪線（“弦”），而不是無量綱點。為了使數學起作用，字符串理論要求有10個維度：9個空間和一個時間。字符串理論家說，我們的宇宙似乎只有三個空間維度，因為其他六個是在不可發現的小束中捲曲的，稱為calabi-yau歧管，這是一個微小的10^-33 cintimeters。
像弦理論的許多其他潛在方面一樣，沒有可行的實驗可以驗證這些流形是否存在，因此宇宙確實確實具有9維的空間結構。如果這樣做的話，物理學家想知道為什麼其中三個維度會很大，而其他六個則極小。儘管如此，弦理論框架令人信服，因為它優雅地解釋了我們所觀察到的宇宙的大多數方面，從電磁學到引力到重力黑洞的熱力學。
這項新研究是大阪大學的Sang-woo Kim，高能加速器研究組織（KEK）的Jun Nishimura和Shizuoka University的Asato Tsuchiya，這表明該弦理論可說明了宇宙的起源及其明顯的3D結構。 Nishimura告訴生活的小謎。 [宇宙有優勢嗎？這是給出的
為了進行計算，物理學家使用了稱為IIB矩陣模型的字符串理論的重新制定，該理論以矩陣的形式為理論帶來了理論，即描述宇宙特性的數學表達式的矩形網格。矩陣的元素可以在數學上結合在一起，以模擬字符串如何相互作用以形成今天的宇宙。
Nishimura在一封電子郵件中寫道：“在SuperString理論的矩陣模型公式中，矩陣被認為是基本的自由度，當一個人達到無限大矩陣大小的極限時，弦樂圖片就會出現。”物理學家無限大的矩陣通過使用有限的矩陣來近似宇宙的結構，其中最大的矩陣有32行和32列。
進行字符串理論計算的通常方法是使用擾動理論，其中在單個相互作用的計算中考慮了字符串之間的所有可能相互作用。但是描述字符串相互作用的方程式是如此復雜，以至於只有在字符串之間的所有可能相互作用都非常弱時起作用 - 小擾動而不是早期宇宙中會發生的高能量碰撞和壓縮。另一方面，矩陣可以通過超級計算機進行數值模擬，因此將字符串理論重新制定為矩陣模型正在使物理學家能夠計算出在極高的能量（例如大爆炸時刻）下如何在極高的能量下展開的事件。 Nishimura寫道：“通過傳統的超聲理論表述，這是不可能的。”
Nishimura解釋說：“我們在此模擬中要做的是生成數百或數千個矩陣，每個矩陣描述了在某個有限的時間間隔中的整個宇宙歷史。然後，我們必須對矩陣進行平均水平，以獲取有關宇宙時間如何演變的物理信息。”
較大的矩陣及時提供了較大窗戶的一瞥。使用32 x 32矩陣（實驗中最大的矩陣）花了兩個月的時間來完成超級計算機，並允許研究人員觀察宇宙從大霹靂直到通貨膨脹的發作（指數膨脹的時期）之後僅10^-36秒。
實驗的一個關鍵結果是，九維模型宇宙本身就是自發地向三個方向發出的，而其其他六個空間維度則保持緊密包裹。矩陣中變量的行變化的行和列描述了這一對稱性事件。矩陣上的數學操作產生了空間的坐標，並且在每個時間步中，坐標在三個方向上都增加（同時在其他六個方向上保持不變）。對於那些可以解釋它們的人，用數學術語表達了變化的矩陣。
研究人員說，自發對稱性破壞是量子波動引起的，這是能源保護法的瞬間違規，這是量子力學規則允許的。 “時空存在某些不確定性……如海森伯格的不確定性關係所決定的。我們的重要發現之一是，時空的這種量子性質確實有利於三個擴展的空間方向，而不是其他案例。量子時空如何演變為我們現在的重要問題，是一個重要的問題，是我們計劃在將來的一個重要問題上，“ n ishimura the nishishimura撰寫”。
為了根據弦理論調查有關宇宙演變的問題和其他問題，研究人員必須探測到通貨膨脹開始之後的時間窗口，並且為此，他們必須模擬更大的矩陣。他說：“我們現在正在努力。”
新研究將在即將發表的《物理審查信》雜誌上的論文中詳細介紹。
這個故事是由Life's Little Orchiess提供的，這是現場科學的姐妹網站。在Twitter上關注Natalie Wolchover @Nattyover。在Twitter @上關註生活中的小謎llmysteries，然後加入我們Facebook。
