ทำไมจักรวาลของเราถึงมองอย่างที่มันเป็น? โดยเฉพาะอย่างยิ่งทำไมเราถึงได้สัมผัสกับสามมิติเชิงพื้นที่ในจักรวาลของเราเมื่อทฤษฎี Superstring เช่นอ้างว่ามีสิบมิติ - เก้ามิติเชิงพื้นที่และมิติที่สิบของเวลา?
นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นคิดว่าพวกเขาอาจมีคำอธิบายว่าจักรวาลสามมิติเกิดขึ้นได้อย่างไรจากพื้นที่เก้ามิติดั้งเดิม พวกเขาอธิบายของพวกเขาการคำนวณซูเปอร์คอมพิวเตอร์ใหม่จำลองการกำเนิดของจักรวาลของเราในกระดาษที่กำลังจะมาถึงจดหมายทบทวนทางกายภาพ-
ก่อนที่เราจะเจาะลึกลงไปในความคิดที่เฉพาะเจาะจงมันเป็นประโยชน์ที่จะมีพื้นหลังเล็กน้อย
การวิเคราะห์: Collider Hadron ขนาดใหญ่กำลังมองหาอะไร?
ทฤษฎีบิ๊กแบงเกี่ยวกับวิธีการที่จักรวาลเกิดได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานเชิงสังเกตที่น่าสนใจบางอย่างรวมถึงการวัดพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาลและองค์ประกอบที่มีความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์
แต่ในขณะที่นักจักรวาลวิทยาสามารถจ้องมองย้อนเวลากลับไปภายในไม่กี่วินาทีของบิ๊กแบงในช่วงเวลาที่เกิดขึ้นจริงมันเกิดขึ้นเมื่อจักรวาลทั้งหมดเป็นเพียงจุดเล็ก ๆ - ดี ณ จุดนั้นฟิสิกส์ที่เรารู้จักและความรักก็พังทลายลง เราต้องการทฤษฎีรูปแบบใหม่หนึ่งที่ผสมผสานสัมพัทธภาพกับกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อให้เข้าใจถึงช่วงเวลานั้น
ในช่วงศตวรรษที่ 20 นักฟิสิกส์พยายามอย่างมากกับ "แบบจำลองมาตรฐาน" ที่มีประสิทธิภาพพอสมควรของฟิสิกส์ แบบจำลองที่พวกเขาเกิดขึ้นด้วยเกือบใช้งานได้โดยไม่ต้องหันไปใช้มิติพิเศษ มันผสานแม่เหล็กไฟฟ้าเข้ากับกองกำลังนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งและอ่อนแอ (ที่อุณหภูมิสูงเกือบเป็นไปไม่ได้) แม้จะมีความแตกต่างในจุดแข็งของพวกเขาและให้กรอบทฤษฎีที่เรียบร้อยสำหรับ "ครอบครัว" ที่มีเสียงดังของอนุภาค subatomic
แต่มีรูที่อ้าปากค้าง แบบจำลองมาตรฐานไม่รวมถึงแรงโน้มถ่วง นั่นเป็นเหตุผลที่ Jove นักฟิสิกส์ในนวนิยายของ Jeanette Wintersonลำไส้สมมาตรเรียกรุ่นมาตรฐานว่า "การบินผ้าใบกันน้ำ" - มัน "ใหญ่น่าเกลียดมีประโยชน์มีประโยชน์ครอบคลุมสิ่งที่คุณต้องการและไม่สนใจแรงโน้มถ่วง" ทฤษฎี Superstring มีจุดมุ่งหมายที่จะเสียบหลุมนั้น
ดึงสตริง
ตามทฤษฎีสตริงมีสามมิติเชิงพื้นที่ขนาดเต็มที่เราพบทุกวันหนึ่งมิติของเวลาและหกมิติพิเศษที่ยู่ยี่ในระดับพลังค์เช่นกระดาษที่มีบิทท์บิตตี้ ขนาดเล็กเท่าขนาดเหล่านี้สตริง - หน่วยพื้นฐานที่สุดในธรรมชาติสั่นสะเทือนในระดับพลังค์ - มีขนาดเล็กลง
การวิเคราะห์: ฮอว์คิง: เซอร์ไพรส์! ไม่มีสวรรค์
สสารทั้งหมด (และกองกำลังทั้งหมด) ประกอบด้วยการสั่นสะเทือนเหล่านี้ - รวมถึงแรงโน้มถ่วง และหนึ่งในวิธีที่สตริงสามารถสั่นสะเทือนสอดคล้องกับอนุภาคที่ไกล่เกลี่ยแรงโน้มถ่วง
voilaสัมพัทธภาพทั่วไปได้รับการวัดปริมาณแล้ว และนั่นหมายถึงทฤษฎีสตริงสามารถใช้ในการสำรวจจุดเล็ก ๆ ของการเกิดของจักรวาลของเรา (หรือสำหรับเรื่องนั้นความเป็นเอกเทศที่อยู่ตรงกลางหลุมดำ)
สมมาตรแตกหัก
มีอีกหนึ่งริ้วรอยและนั่นคือธุรกิจทั้งหมดที่มีมิติพิเศษเมื่อโลกของเราเมื่อเรามีประสบการณ์ในปัจจุบันมีเพียงสาม นักฟิสิกส์ได้ใช้ค้อนทุบสถานการณ์สมมุติที่น่าเชื่อถือสำหรับสิ่งที่อาจเกิดขึ้นได้
ก่อนที่บิ๊กแบงจักรวาลจะเป็นจักรวาลเก้ามิติที่สมมาตรอย่างสมบูรณ์แบบ (หรือสิบถ้าคุณเพิ่มมิติของเวลา) กับกองกำลังพื้นฐานทั้งสี่ที่รวมกันที่อุณหภูมิสูงอย่างไม่น่าเชื่อ แต่จักรวาลนี้ไม่มั่นคงอย่างมากและแตกในสองครั้งส่งคลื่นกระแทกอันยิ่งใหญ่ก้องกังวานผ่านจักรวาลของตัวอ่อน
ผลที่ได้คือสองช่วงเวลาที่แยกกัน: หนึ่งมิติสามมิติที่เราอาศัยอยู่และหนึ่งมิติที่หดตัวอย่างรุนแรงเมื่อเราขยายตัวลงไปเป็นลูกบอลพลาสเคียนเล็ก ๆ เมื่อจักรวาลของเราขยายและเย็นลงกองกำลังทั้งสี่ก็แยกกันทีละคนเริ่มต้นด้วยแรงโน้มถ่วง ทุกสิ่งที่เราเห็นรอบตัวเราในวันนี้เป็นเพียงเศษเล็กเศษน้อยของจักรวาลเก้ามิติที่แตกสลาย
ข่าว: Mysterious 'Dark Flow' อาจจะดึงจักรวาลอื่น ๆ
ลองนึกภาพว่าคุณกำลังพยายามทำเตียงในวันซักรีด แต่ผ้าปูที่นอนก็หดตัวเล็กน้อยในการล้าง คุณจัดการเพื่อให้พอดีกับทั้งสี่มุมของเตียง แต่แผ่นนั้นยืดออกอย่างแน่นหนาจนมันจะไม่อยู่ในสถานที่
มีความเครียดมากเกินไปบนผ้าดังนั้นมุมหนึ่งอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ทำให้แผ่นเตียงขดตัวในจุดนั้น แน่นอนว่าคุณสามารถบังคับมุมนั้นกลับเข้าที่ แต่อีกครั้งความเครียดจะพิสูจน์ได้ว่ามากเกินไปและอีกมุมหนึ่งจะปรากฏขึ้น
เช่นเดียวกับแผ่นเตียงผ้าสิบมิติดั้งเดิมของเวลาอวกาศถูกยืดออกอย่างแน่นหนาในสภาวะที่ไม่สมมาตร แต่ความตึงเครียดก็ยิ่งใหญ่เกินไปและเวลาอวกาศก็แตกเป็นสองเท่า ส่วนหนึ่งขดตัวลงในลูกบอลเล็ก ๆ ที่แน่นในขณะที่อาฟเตอร์ช็อคจากการแคร็กคอสมิคกลาโหมทำให้ส่วนอื่น ๆ ขยายออกไปอย่างรวดเร็วช่วงเวลาที่เรียกว่าอัตราเงินเฟ้อ นี่กลายเป็นจักรวาลที่มองเห็นได้ของเรา
ปวดคลอด
กลไกที่เกิดขึ้นคืออะไร? สำหรับจักรวาลสิบมิติมีหลายล้านวิธีที่จะทำให้เกิดความสมมาตร ดังนั้นมีบางสิ่งที่พิเศษเกี่ยวกับสามมิติเชิงพื้นที่ที่ทำให้การกำหนดค่านั้นเป็นที่ชื่นชอบในจักรวาลของเราเอง? การจำลองใหม่อาจช่วยให้แสงสว่างว่าทำไมการแตกสมมาตรนี้อาจคลี่คลายในแบบที่มันทำนั่นคือสิ่งที่การจำลองของญี่ปุ่นแสดงให้เห็น: จักรวาลมีมิติเชิงพื้นที่เก้ามิติ แต่มีเพียงสามคนเท่านั้นที่มีประสบการณ์การขยายตัว มันเป็นการสาธิตการปฏิบัติครั้งแรกว่าจักรวาลสามมิติเกิดขึ้นจากพื้นที่เก้ามิติได้อย่างไรให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งเพื่อสนับสนุนความถูกต้องของทฤษฎี
การวิเคราะห์: หลุมดำในสตริงในมิติที่ห้า
Jun Nishimura (Kek), Asato Tsuchiya (มหาวิทยาลัย Shizuoka) และ Sang-Woo Kim (มหาวิทยาลัยโอซาก้า) จัดการปัญหาโดยใช้สูตรของทฤษฎีสตริงที่รู้จักกันในชื่อโมเดล IKKT เมทริกซ์ (ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ที่พัฒนาในปี 1996 มันถูกออกแบบมาเพื่อจำลองการโต้ตอบที่ซับซ้อนของสตริง
ด้วยเหตุผลทางเทคนิคที่ซับซ้อนมากการเชื่อมต่อระหว่างโมเดล IKKT เมทริกซ์ดั้งเดิมและโลกแห่งความเป็นจริงนั้นค่อนข้างคลุมเครือเล็กน้อยส่วนใหญ่เป็นเพราะ (a) มันถือว่ามีปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอเมื่อจริง ๆ แล้วการโต้ตอบระหว่างสตริงค่อนข้างแข็งแกร่ง; และ (b) ตัวแปรของเวลาในการคำนวณไม่ได้ถือว่าเป็น "ของจริง" ในแง่คณิตศาสตร์ การจำลองใหม่เหล่านี้ถือว่ามีปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งและรักษาเวลาเป็นตัวแปรจริง
ดังนั้นข้อความ Takeaway คือนักทฤษฎีสตริงมีเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับการวิเคราะห์การทำนายทฤษฎีของ Superstring ด้วยการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ทำให้เกิดปัญหาเกี่ยวกับปัญหาที่เกิดขึ้นเช่นเงินเฟ้อสสารมืดและการขยายตัวของจักรวาล และมันก็อธิบายว่าทำไมจักรวาลของเราจึงเป็นอย่างที่มันเป็น
บทความนี้จัดทำโดยDiscovery News-
