
在复杂的高能量物理学世界中,出现了一个令人耳目一新的新想法。它建议早期的宇宙是一维线。不是一个爆炸的球体,而不是混乱的火球。只是一条简单的纯能量。
随着时间的流逝,随着该线的发展,它越来越纵横交错,逐渐相交,逐渐形成紧密的织物,在很大程度上,它以2-D平面的形式出现。更多的时间过去了,二维宇宙扩展和扭曲,最终创建了我们今天看到的3D宇宙的网络。
这个概念被称为“消失的维度”,以描述及时回头的越远,近几个月来一直在高能量物理社区中受到关注。如果正确,它承诺将弥合量子力学之间的差距一般相对论时空物理学。这也可以理解一个假设基本粒子的特性,称为希格斯玻色子。最重要的是,它将以优雅的简单性来做到这一点。
布法罗大学物理学家Dejan Stojkovic说:“在过去的30年中,[物理学家]试图通过引入更多的颗粒,更多的维度来使我们的理论变得更加复杂。” “我们决定采取另一种方式,使理论在高能领域中变得不复杂。在高能(在早期宇宙中),我们正在改变制定粒子物理标准模型的背景。在1-D中,问题大大简化了。”
根据理论,大爆炸之后的第一个千万千万千万千万千万千万千万千万,直到那一刻宇宙冷却了对于100 teraelectronvolts的平均温度(TEV实际上是能量的量度,但能量和温度相对应),这是一条1D线。
年轻的宇宙会是什么样?
生命
“在1-D中,有一种新的统一感,”斯托杰科维奇告诉《生活中的小谜》。 “目前,您看到了多元化的世界,因为您在3-D中。当您下降到1-D时,事情变得更加简单。区分所有不同粒子的属性不再存在,因此它们都变得相同。没有旋转。您所拥有的一切都是向前和向后,并且能量向后移动。”
他说:“随着时间的流逝,1-D弦乐宇宙随着时间的发展而发展,多次相交以建造织物。”构建了第二个维度,后来是第三维,就像可以折叠2张纸以制作弹出书一样。 [宇宙有优势吗?这是给出的
但是Stojkovic尚未确定导致宇宙随着时间流逝而发展的机制。 “我们需要解释导致不同能量发生的变化的原因。您需要一个从字符串开始的精确模型,并随着时间的推移而创建更高的维度来创建我们今天看到的时空。” Stojkovic以其骨骼形式称呼消失的维度为框架,而不是理论。他说:“作为一个框架,它很漂亮。但是我们需要弄清楚细节。”
进行测试
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早期的宇宙确实是一维的。
该实验涉及重力波微弱的振荡,被认为是从巨大的物体中散发出来的,并穿过时空。从未检测到重力波,但是它们的存在是由粒子物理学的标准模型预测的,物理学家希望使用太空中的卫星网络在未来十年内观察它们。 [太空有重力吗?这是给出的
重力波带有创建它们的物体的能量签名。如果Stojkovic是正确的,那么从宇宙变成三维的时间之前就不应存在重力波。
“重力波不在三个空间维度上行驶,” Stojkovic告诉生活的小谜。 “如果您降到两个维度,则不存在重力波。它们也不存在于一个维度中。”
Stojkovic说:“如果我们的提议是正确的,那么当宇宙的能量冷却至1 TEV时,从2-D到3-D的交叉发生。”这发生在一千万秒之后大爆炸。他说:“当早期的宇宙是1 tev炎热时,它从2-D转变为3-D,那时重力波才开始产生,只有在跨界之后而不是以前才能产生。”缺乏大于1 TEV的相关能量的重力波会给该理论的权重。
当未来的卫星测量重力波的频率(和相应的能量)时,Stojkovic希望他们会看到频率截止。 Stojkovic说:“将会有一个频率的截止,您不测量与从2-D到3-D的过渡相对应的重力波。”如果这些仪器确定了Stojkovic预测的截止,那么消失的维度将得到很大的推动。
一些物理学家反对实验测试的前提。也就是说,重力波将切断以上一定频率。剑桥大学的高能量物理学家托马斯·索托里奥(Thomas Sotiriou)和意大利西萨学院(Sissa Institute)的高能量物理学家托马斯·索托里奥(Thomas Sotiriou)在一封电子邮件中写道:“所有频率都有引力辐射。”他们解释说:“这并不是说这种引力辐射不会带有消失的尺寸的烙印。” “正如Stojkovic和Mureika所建议的那样,这不是一定频率上没有任何辐射的通用辐射。”
Sotiriou和Weinfurtner还反对缺乏一种基本机制来解释宇宙的演变和维度的出现。他们写道:“ Stojkovic等人的[PRL]信很含糊。” “他们指的是在高能和重力的情况下消失的尺寸,但实际上对实现这一目标的机制没有说明。”
“消失尺寸的想法非常有趣,并且可能富有成果,只要人们确切地阐明了'消失的维度'的含义。如果没有一个具体的,数学上明确的模型,即尺寸将如何消失,就不会说太多。” Sotirious和Weinfurtner写道。与新西兰维多利亚大学的马特·维瑟(Matt Visser)一起,在发布给物理学Arxiv的一篇文章中也对消失的维度提出了看法。
宇宙射线提示
含义的概念可能是含糊的,可能已经有一个证据支持消失的维度。 Stojkovic说:“当宇宙射线与大气中的颗粒相撞时,这会产生其他颗粒。” “那个淋浴看起来像一个圆锥体。您可以想象,圆锥形的横截面切片看起来像一个圆圈。” [什么是宇宙射线?]
他说:“好吧,看起来最高的宇宙射线碰撞是平面的,这意味着它们发生在2-D而不是3-D。”对于像早期宇宙一样充满活力的粒子碰撞似乎消失了。在两个维度上,“宇宙射线击中了一个粒子,然后产生了一个粒子淋浴,这些颗粒在一个圆圈中传播。圆的一片看起来像一条线,这就是大气中看到的探测器很高的探测器。”
实验大型强子对撞机他说,应该能够探究高富集的能量来看到相同的2D领域。 “ LHC应该看到相同的比对。粒子事件应在平面上对齐。”
如果发生这种情况,那么新的消失维度框架将获得更多的吸引力,而早期宇宙的精美简单图片将更加集中。
在Twitter上关注Natalie Wolchover @Nattyover。