Braneova kosmologie - Brane cosmology

Teorie strun
Calabi yau formatted.svg
Základní objekty
Perturbativní teorie
Neporušující výsledky
Fenomenologie
Matematika
Část série na
Fyzická kosmologie
Obraz celého nebe odvozený z devítiletých dat WMAP
  • Kategorie Kategorie
  • Krabí mlhovina.jpg Astronomický portál

Braneova kosmologie odkazuje na několik teorií v částicová fyzika a kosmologie související s teorie strun, teorie superstrun a M-teorie.

Brane a hromadně

Hlavní článek: Brane

Hlavní myšlenkou je, že viditelné, trojrozměrný vesmír je omezeno na a brane uvnitř a vyšší dimenze vesmír, nazývaný „hromadný“ (také známý jako „hyperprostor“). Pokud další rozměry jsou kompaktní, pak pozorovaný vesmír obsahuje další dimenzi, a pak není vhodný žádný odkaz na objem. V hromadném modelu jsou alespoň některé z extra dimenzí rozsáhlé (pravděpodobně nekonečné) a tímto objemem se mohou pohybovat další brany. Interakce s objemem a případně s jinými branami mohou ovlivnit naši brane a zavést tak efekty, které nejsou vidět ve standardnějších kosmologických modelech.

Proč je gravitace slabá a kosmologická konstanta je malá

Některé verze kosmologie brane založené na velký rozměr navíc může vysvětlit slabost gravitace ve vztahu k druhému základní síly přírody, čímž řeší problém hierarchie. Na obrázku brane je elektromagnetické, slabý a silná jaderná síla jsou lokalizovány na brane, ale gravitace takové omezení nemá a šíří se v celém časoprostoru, který se nazývá bulk. Velká část gravitační atraktivní síly „uniká“ do hmoty. V důsledku toho by se gravitační síla měla objevit výrazně silnější na malých (subatomárních nebo alespoň pod milimetrových) měřítcích, kde „unikla“ menší gravitační síla. V současné době probíhají různé experimenty, které to testují.[1] Rozšíření velkého nápadu extra dimenze s supersymetrie hromadně se zdá být slibný při řešení tzv problém kosmologické konstanty.[2][3][4]

Modely kosmologie brane

Jeden z prvních zdokumentovaných pokusů o uplatnění brané kosmologie jako součásti konceptuální teorie je datován rokem 1983.[5]

Autoři diskutovali o možnosti, kterou vesmír má dimenze, ale obyčejné částice jsou uzavřeny v potenciálu, který je úzký prostorové směry a ploché podél tří dalších a navrhly konkrétní pětrozměrný model.

V letech 1998/99 Merab Gogberashvili zveřejněno dne arXiv řadu článků, kde ukázal, že pokud je vesmír považován za tenkou skořápku (matematický synonymum pro „brane“) expandující v 5-dimenzionálním prostoru, pak existuje možnost získat jednu stupnici pro teorii částic odpovídající 5-dimenzionálnímu kosmologická konstanta a tloušťka vesmíru, a tedy vyřešit problém hierarchie.[6][7] Gogberashvili také ukázal, že čtyřrozměrnost vesmíru je výsledkem stabilita požadavek nalezený v matematice od další složky Einsteinovy ​​rovnice pole dávat omezené řešení pro hmota pole se shoduje s jednou z podmínek stability.[8]

V roce 1999 byly navrženy úzce související Randall – Sundrum scénáře, RS1 a RS2. (Vidět Model Randall – Sundrum pro netechnické vysvětlení RS1). Tyto konkrétní modely kosmologie brane přitahovaly značné množství pozornosti. Například související model Chung-Freeze, který má aplikace pro časoprostorové metrické inženýrství, následoval v roce 2000.[9]

Později před velkým třeskem, ekpyrotický a cyklický objevily se návrhy. Ekpyrotická teorie předpokládá, že původ pozorovatelný vesmír došlo ke srážce dvou paralelních bran.[10]

Empirické testy

Viz také: Velká extra dimenze § Empirické testy

Od této chvíle neexistují žádné experimentální ani pozorovací důkazy o velké extra rozměry, jak to vyžadují modely Randall – Sundrum, byly hlášeny. Analýza výsledků z Velký hadronový urychlovač v prosinci 2010 vážně omezuje černé díry vytvořené v teoriích s velkými rozměry navíc.[11] The nedávná událost gravitačních vln s více posly GW170817 byl také použit k zavedení slabých limitů u velkých rozměrů navíc.[12][13]

Viz také

Reference

  1. ^ Sekce D9 - Experimentální testy gravitace na krátkou vzdálenost.
  2. ^ Y. Aghababaie; C.P. Burgess; S.L. Parameswaran; F. Quevedo (březen 2004). "Směrem k přirozeně malé kosmologické konstantě z bran v 6-D supergravitaci". Nucl. Phys. B. 680 (1–3): 389–414. arXiv:hep-th / 0304256. Bibcode:2004NuPhB.680..389A. doi:10.1016 / j.nuclphysb.2003.12.015. S2CID  14612396.
  3. ^ C.P. Burgess; Leo van Nierop (březen 2013). „Technicky přirozená kosmologická konstanta ze supersymetrické zpětné reakce 6D Brane“. Phys. Dark Univ. 2 (1): 1–16. arXiv:1108.0345. Bibcode:2013PDU ..... 2 .... 1B. doi:10.1016 / j.dark.2012.10.001. S2CID  92984489.
  4. ^ C. P. Burgess; L. van Nierop; S. Parameswaran; A. Salvio; M. Williams (únor 2013). „Náhodné SUSY: Vylepšená hromadná supersymetrie od Brane Back-response“. JHEP. 2013 (2): 120. arXiv:1210.5405. Bibcode:2013JHEP ... 02..120B. doi:10.1007 / JHEP02 (2013) 120. S2CID  53667729.
  5. ^ Rubakov, V. A .; Shaposhnikov, M. E. (1983). „Žijeme uvnitř zdi domény?“. Fyzikální dopisy. B. 125 (2–3): 136–138. Bibcode:1983PhLB..125..136R. doi:10.1016/0370-2693(83)91253-4.
  6. ^ Gogberashvili, M. (1998). "Problém hierarchie v modelu skořápkového vesmíru". International Journal of Modern Physics D. 11 (10): 1635–1638. arXiv:hep-ph / 9812296. doi:10.1142 / S0218271802002992. S2CID  119339225.
  7. ^ Gogberashvili, M. (2000). „Náš svět jako rozšiřující se skořápka“. Europhysics Letters. 49 (3): 396–399. arXiv:hep-ph / 9812365. Bibcode:2000EL ..... 49..396G. doi:10.1209 / epl / i2000-00162-1. S2CID  38476733.
  8. ^ Gogberashvili, M. (1999). "Čtyři dimenzionálnost v nekompaktním modelu Kaluza-Klein". Moderní fyzikální písmena A. 14 (29): 2025–2031. arXiv:hep-ph / 9904383. Bibcode:1999 MPLA ... 14.2025G. doi:10.1142 / S021773239900208X. S2CID  16923959.
  9. ^ Chung, Daniel J. H .; Freese, Katherine (2000-08-25). „Může geodetika v dalších dimenzích vyřešit problém kosmologického horizontu?“. Fyzický přehled D. 62 (6): 063513. arXiv:hep-ph / 9910235. Bibcode:2000PhRvD..62f3513C. doi:10.1103 / physrevd.62.063513. ISSN  0556-2821. S2CID  119511533.
  10. ^ Musser, George; Minkel, JR (2002-02-11). „Recyklovaný vesmír: Padající otruby a kosmické zrychlení mohou pohánět nekonečný cyklus, ve kterém je náš vesmír jen fází“. Scientific American Inc.. Citováno 2008-05-03.
  11. ^ CMS Collaboration (2011). "Hledání mikroskopických podpisů černé díry na velkém hadronovém urychlovači". Fyzikální písmena B. 697 (5): 434–453. arXiv:1012.3375. Bibcode:2011PhLB..697..434C. doi:10.1016 / j.physletb.2011.02.032. S2CID  118488193.
  12. ^ Luca Visinelli; Nadia Bolis; Sunny Vagnozzi (březen 2018). „Extra rozměry ve světě Brane ve světle GW170817“. Phys. Rev. D. 97 (6): 064039. arXiv:1711.06628. Bibcode:2018PhRvD..97f4039V. doi:10.1103 / PhysRevD.97.064039. S2CID  88504420.
  13. ^ Freeland, Emily (2018-09-21). „Lov na další dimenze pomocí gravitačních vln“. Blog Oskara Kleina pro fyziku kosmopartikul.

externí odkazy