
在復雜的高能量物理學世界中,出現了一個令人耳目一新的新想法。它建議早期的宇宙是一維線。不是一個爆炸的球體,而不是混亂的火球。只是一條簡單的純能量。
隨著時間的流逝,隨著該線的發展,它越來越縱橫交錯,逐漸相交,逐漸形成緊密的織物,在很大程度上,它以2-D平面的形式出現。更多的時間過去了,二維宇宙擴展和扭曲,最終創建了我們今天看到的3D宇宙的網絡。
這個概念被稱為“消失的維度”,以描述及時回頭的越遠,近幾個月來一直在高能量物理社區中受到關注。如果正確,它承諾將彌合量子力學之間的差距一般相對論時空物理學。這也可以理解一個假設基本粒子的特性,稱為希格斯玻色子。最重要的是,它將以優雅的簡單性來做到這一點。
布法羅大學物理學家Dejan Stojkovic說:“在過去的30年中,[物理學家]試圖通過引入更多的顆粒,更多的維度來使我們的理論變得更加複雜。” “我們決定採取另一種方式,使理論在高能領域中變得不復雜。在高能(在早期宇宙中),我們正在改變制定粒子物理標準模型的背景。在1-D中,問題大大簡化了。”
根據理論,大爆炸之後的第一個千萬千萬千萬千萬千萬千萬千萬千萬,直到那一刻宇宙冷卻了對於100 teraelectronvolts的平均溫度(TEV實際上是能量的量度,但能量和溫度相對應),這是一條1D線。
年輕的宇宙會是什麼樣?
生命
“在1-D中,有一種新的統一感,”斯托傑科維奇告訴《生活中的小謎》。 “目前,您看到了多元化的世界,因為您在3-D中。當您下降到1-D時,事情變得更加簡單。區分所有不同粒子的屬性不再存在,因此它們都變得相同。沒有旋轉。您所擁有的一切都是向前和向後,並且能量向後移動。”
他說:“隨著時間的流逝,1-D弦樂宇宙隨著時間的發展而發展,多次相交以建造織物。”構建了第二個維度,後來是第三維,就像可以折疊2張紙以製作彈出書一樣。 [宇宙有優勢嗎?這是給出的
但是Stojkovic尚未確定導致宇宙隨著時間流逝而發展的機制。 “我們需要解釋導致不同能量發生的變化的原因。您需要一個從字符串開始的精確模型,並隨著時間的推移而創建更高的維度來創建我們今天看到的時空。” Stojkovic以其骨骼形式稱呼消失的維度為框架,而不是理論。他說:“作為一個框架,它很漂亮。但是我們需要弄清楚細節。”
進行測試
Unlike string theory, a similarly beautiful conceit that describes the architecture of the universe, the vanishing dimensions framework may be verifiable through experimentation: This month, Stojkovic and Jonas Mureika, a physicist at Loyola Marymount University in Los Angeles, have published the first peer-reviewed article on the topic in the prestigious journal Physical Review Letters, and in it they lay out an experiment designed to test whether早期的宇宙確實是一維的。
該實驗涉及重力波微弱的振盪,被認為是從巨大的物體中散發出來的,並穿過時空。從未檢測到重力波,但是它們的存在是由粒子物理學的標準模型預測的,物理學家希望使用太空中的衛星網絡在未來十年內觀察它們。 [太空有重力嗎?這是給出的
重力波帶有創建它們的物體的能量簽名。如果Stojkovic是正確的,那麼從宇宙變成三維的時間之前就不應存在重力波。
“重力波不在三個空間維度上行駛,” Stojkovic告訴生活的小謎。 “如果您降到兩個維度,則不存在重力波。它們也不存在於一個維度中。”
Stojkovic說:“如果我們的提議是正確的,那麼當宇宙的能量冷卻至1 TEV時,從2-D到3-D的交叉發生。”這發生在一千萬秒之後大霹靂。他說:“當早期的宇宙是1 tev炎熱時,它從2-D轉變為3-D,那時重力波才開始產生,只有在跨界之後而不是以前才能產生。”缺乏大於1 TEV的相關能量的重力波會給該理論的權重。
當未來的衛星測量重力波的頻率(和相應的能量)時,Stojkovic希望他們會看到頻率截止。 Stojkovic說:“將會有一個頻率的截止,您不測量與從2-D到3-D的過渡相對應的重力波。”如果這些儀器確定了Stojkovic預測的截止,那麼消失的維度將得到很大的推動。
一些物理學家反對實驗測試的前提。也就是說,重力波將切斷以上一定頻率。劍橋大學的高能量物理學家托馬斯·索托里奧(Thomas Sotiriou)和意大利西薩學院(Sissa Institute)的高能量物理學家托馬斯·索托里奧(Thomas Sotiriou)在一封電子郵件中寫道:“所有頻率都有引力輻射。”他們解釋說:“這並不是說這種引力輻射不會帶有消失的尺寸的烙印。” “正如Stojkovic和Mureika所建議的那樣,這不是一定頻率上沒有任何輻射的通用輻射。”
Sotiriou和Weinfurtner還反對缺乏一種基本機制來解釋宇宙的演變和維度的出現。他們寫道:“ Stojkovic等人的[PRL]信很含糊。” “他們指的是在高能和重力的情況下消失的尺寸,但實際上對實現這一目標的機制沒有說明。”
“消失尺寸的想法非常有趣,並且可能富有成果,只要人們確切地闡明了'消失的維度'的含義。如果沒有一個具體的,數學上明確的模型,即尺寸將如何消失,就不會說太多。” Sotirious和Weinfurtner寫道。與新西蘭維多利亞大學的馬特·維瑟(Matt Visser)一起,在發布給物理學Arxiv的一篇文章中也對消失的維度提出了看法。
宇宙射線提示
含義的概念可能是含糊的,可能已經有一個證據支持消失的維度。 Stojkovic說:“當宇宙射線與大氣中的顆粒相撞時,這會產生其他顆粒。” “那個淋浴看起來像一個圓錐體。您可以想像,圓錐形的橫截面切片看起來像一個圓圈。” [什麼是宇宙射線? ]
他說:“好吧,看起來最高的宇宙射線碰撞是平面的,這意味著它們發生在2-D而不是3-D。”對於像早期宇宙一樣充滿活力的粒子碰撞似乎消失了。在兩個維度上,“宇宙射線擊中了一個粒子,然後產生了一個粒子淋浴,這些顆粒在一個圓圈中傳播。圓的一片看起來像一條線,這就是大氣中看到的探測器很高的探測器。”
實驗大型強子對撞機他說,應該能夠探究高富集的能量來看到相同的2D領域。 “ LHC應該看到相同的比對。粒子事件應在平面上對齊。”
如果發生這種情況,那麼新的消失維度框架將獲得更多的吸引力,而早期宇宙的精美簡單圖片將更加集中。
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