Космология браны - Brane cosmology

Теория струн
Calabi yau formatted.svg
Фундаментальные объекты
Теория возмущений
Непертурбативные результаты
Феноменология
Математика
Часть серии по
Физическая космология
Изображение полного неба, полученное по данным WMAP за девять лет
  • Категория Категория
  • Крабовидная туманность.jpg Астрономический портал

Космология браны ссылается на несколько теорий в физика элементарных частиц и космология относится к теория струн, теория суперструн и М-теория.

Брана и навал

Основная статья: Brane

Центральная идея заключается в том, что видимое, трехмерный вселенная ограничен брана внутри многомерный пространство, называемое «объемным» (также известное как «гиперпространство»). Если дополнительные размеры находятся компактный, то наблюдаемая Вселенная содержит дополнительное измерение, и тогда ссылка на балк неуместна. В объемной модели по крайней мере некоторые из дополнительных измерений являются обширными (возможно, бесконечными), и другие браны могут перемещаться через этот объем. Взаимодействие с балком и, возможно, с другими бранами может влиять на нашу брану и, таким образом, вводить эффекты, не наблюдаемые в более стандартных космологических моделях.

Почему гравитация мала, а космологическая постоянная мала

Некоторые версии космологии бран, основанные на большое дополнительное измерение идея, может объяснить слабость сила тяжести относительно другого фундаментальные силы природы, тем самым решая проблема иерархии. На картине браны электромагнитный, слабый и сильная ядерная сила локализованы на бране, но гравитация не имеет таких ограничений и распространяется во всем пространстве-времени, называемом балкой. Большая часть силы гравитационного притяжения «просачивается» в балку. Как следствие, сила тяжести должна казаться значительно более сильной на малых (субатомных или, по крайней мере, субмиллиметровых) масштабах, где «утечка» меньше гравитационной силы. В настоящее время проводятся различные эксперименты, чтобы проверить это.[1] Расширение идеи большого дополнительного измерения с суперсимметрия в целом представляется перспективным в решении так называемых проблема космологической постоянной.[2][3][4]

Модели космологии бран

Одна из самых ранних задокументированных попыток применить космологию бран как часть концептуальной теории датируется 1983 годом.[5]

Авторы обсуждали возможность того, что Вселенная размеры, но обычные частицы удерживаются в потенциальной яме, узкой вдоль пространственные направления и плоские вдоль трех других, и предложил конкретную пятимерную модель.

В 1998/99 г. Мераб Гогберашвили Опубликован в arXiv ряд статей, где он показал, что если Вселенную рассматривать как тонкую оболочку (математическая синоним для «браны»), расширяющейся в 5-мерном пространстве, то есть возможность получить одну шкалу для теории частиц, соответствующую 5-мерному космологическая постоянная и толщину Вселенной, и, таким образом, решить проблема иерархии.[6][7] Гогберашвили также показал, что четырехмерность Вселенной является результатом стабильность требование, найденное в математике, поскольку дополнительный компонент Уравнения поля Эйнштейна давая ограниченное решение для иметь значение полей совпадает с одним из условий устойчивости.[8]

В 1999 г. были предложены близкородственные Рэндалл – Сундрам сценарии RS1 и RS2. (Видеть Модель Рэндалла – Сундрама для нетехнического объяснения RS1). Эти конкретные модели космологии бран привлекли значительное внимание. Например, родственная модель Чанг-Фриз, которая имеет приложения для метрическая инженерия пространства-времени, последовавший в 2000 году.[9]

Позже до большого взрыва, экпиротический и циклический предложения появились. Теория экпиротизма предполагает, что происхождение наблюдаемая вселенная произошло, когда столкнулись две параллельные браны.[10]

Эмпирические тесты

Смотрите также: Большое дополнительное измерение § Эмпирические тесты

На данный момент нет экспериментальных или наблюдательных доказательств большие дополнительные размеры, как того требуют модели Рэндалла – Сундрама. Анализ результатов Большой адронный коллайдер в декабре 2010 года сильно ограничивает черные дыры, рожденные в теориях с большими дополнительными измерениями.[11] В недавнее гравитационно-волновое событие с несколькими мессенджерами GW170817 также использовался, чтобы установить слабые ограничения на большие дополнительные измерения.[12][13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Сессия D9 - Экспериментальные испытания ближней гравитации.
  2. ^ Ю. Агабабайе; C.P. Берджесс; S.L. Парамешваран; Ф. Кеведо (март 2004 г.). «К естественно малой космологической постоянной от бран в 6-мерной супергравитации». Nucl. Phys. B. 680 (1–3): 389–414. arXiv:hep-th / 0304256. Bibcode:2004НуФБ.680..389А. Дои:10.1016 / j.nuclphysb.2003.12.015. S2CID  14612396.
  3. ^ C.P. Берджесс; Лео ван Ниероп (март 2013 г.). "Технически естественная космологическая постоянная суперсимметричной 6D бранной обратной реакции". Phys. Темный Унив. 2 (1): 1–16. arXiv:1108.0345. Bibcode:2013ПДУ ..... 2 .... 1Б. Дои:10.1016 / j.dark.2012.10.001. S2CID  92984489.
  4. ^ К. П. Берджесс; Л. ван Ниероп; С. Парамешваран; А. Сальвио; М. Уильямс (февраль 2013 г.). "Случайный SUSY: усиленная объемная суперсимметрия от обратной реакции Бран". JHEP. 2013 (2): 120. arXiv:1210.5405. Bibcode:2013JHEP ... 02..120B. Дои:10.1007 / JHEP02 (2013) 120. S2CID  53667729.
  5. ^ Рубаков, В. А .; Шапошников, М. Э. (1983). «Мы живем внутри доменной стены?». Письма по физике. Б. 125 (2–3): 136–138. Bibcode:1983ФЛБ..125..136Р. Дои:10.1016/0370-2693(83)91253-4.
  6. ^ Гогберашвили, М. (1998). «Проблема иерархии в модели вселенной оболочки». Международный журнал современной физики D. 11 (10): 1635–1638. arXiv:hep-ph / 9812296. Дои:10.1142 / S0218271802002992. S2CID  119339225.
  7. ^ Гогберашвили, М. (2000). «Наш мир как расширяющаяся оболочка». Письма еврофизики. 49 (3): 396–399. arXiv:hep-ph / 9812365. Bibcode:2000ЭЛ ..... 49..396Г. Дои:10.1209 / epl / i2000-00162-1. S2CID  38476733.
  8. ^ Гогберашвили, М. (1999). «Четырехмерность в некомпактной модели Калуцы – Клейна». Буквы A по современной физике. 14 (29): 2025–2031. arXiv:hep-ph / 9904383. Bibcode:1999MPLA ... 14.2025G. Дои:10.1142 / S021773239900208X. S2CID  16923959.
  9. ^ Chung, Daniel J. H .; Фриз, Кэтрин (2000-08-25). «Могут ли геодезические в дополнительных измерениях решить проблему космологического горизонта?». Физический обзор D. 62 (6): 063513. arXiv:hep-ph / 9910235. Bibcode:2000ПхРвД..62ф3513С. Дои:10.1103 / Physrevd.62.063513. ISSN  0556-2821. S2CID  119511533.
  10. ^ Мюссер, Джордж; Минкель-младший (11 февраля 2002 г.). «Переработанная Вселенная: сокрушительные браны и космическое ускорение могут привести в действие бесконечный цикл, в котором наша Вселенная является лишь фазой». Scientific American Inc.. Получено 2008-05-03.
  11. ^ CMS Collaboration (2011). «Поиск микроскопических сигнатур черных дыр на Большом адронном коллайдере». Письма по физике B. 697 (5): 434–453. arXiv:1012.3375. Bibcode:2011ФЛБ..697..434С. Дои:10.1016 / j.physletb.2011.02.032. S2CID  118488193.
  12. ^ Лука Визинелли; Надя Болис; Солнечный Вагноцци (март 2018). «Дополнительные измерения мира бран в свете GW170817». Phys. Ред. D. 97 (6): 064039. arXiv:1711.06628. Bibcode:2018ПхРвД..97ф4039В. Дои:10.1103 / PhysRevD.97.064039. S2CID  88504420.
  13. ^ Фриланд, Эмили (21.09.2018). «Охота за дополнительными измерениями с помощью гравитационных волн». Блог Центра физики космочастиц Оскара Клейна.

внешняя ссылка