A teoria das cordas: o que bateu?

A expansão original do universo é uma grande questão teórica para cosmólogos, e muitos estão aplicando os conceitos da teoria das cordas na tentativa de responder. A teoria do big bang não oferece qualquer explicação para o que começou o universo. Uma conjectura controverso é um modelo de universo cíclico chamado ecpirótico teoria, o que sugere que nosso universo é o resultado de branas colidem uns com os outros.

Bem antes da introdução da teoria-M ou brana cenários do mundo, houve uma conjectura teoria das cordas de por que o universo teve o número de dimensões que vemos: um espaço compacto de nove dimensões espaciais simétricas começou a expandir em três dessas dimensões. Segundo esta análise, um universo com três dimensões espaciais (como o nosso) é o mais provável geometria do espaço-tempo.

Nesta idéia, inicialmente colocada na década de 1980 por Robert Brandenberger e Cumrun Vafa, o universo começou como uma corda enrolada com todas as dimensões simetricamente confinados ao comprimento de Planck. As cordas, com efeito, as dimensões ligado até que o tamanho.

Brandenberger e Vafa argumentado que, em três dimensões ou menos, seria provável para as cadeias a colidir com anti-cadeias. (A anti-string é essencialmente uma cadeia de caracteres que serpenteia numa direcção oposta à cadeia). A colisão aniquila a corda que, por sua vez, liberta as dimensões foi confinantes. Eles, assim, começar a expandir, como nas teorias estrondo inflacionárias e grandes.

Em vez de pensar sobre cordas e anti-cordas, imagine uma sala que tem um monte de cabos ligados a pontos aleatórios nas paredes. Imagine que o quarto quer expandir com as paredes e piso e teto tentando afastar-se uns aos outros - mas não pode por causa dos cabos.

Agora imagine que os cabos podem se mover, e cada vez que eles se cruzam, eles podem se recombinar. Imagine dois cabos tensos que se estende do chão ao teto que se cruzam para formar um homem alto, magro X. Eles podem recombinar para tornar-se dois cabos soltos - um ligado ao piso e um preso ao teto.

Se estes tinham sido os únicos dois cabos que se estende do chão ao teto, em seguida, após essa interação, o piso e teto são livres para se mover para além de si.

No cenário Brandenberger e Vafa, esta dimensão (de cima para baixo), bem como dois outros, são livres para crescer grande. O passo final é que em quatro ou mais dimensões do espaço, as cordas que se deslocam tipicamente nunca se encontram. (Pense em como pontos em movimento em duas dimensões espaciais, provavelmente nunca se encontram, e a lógica fica prorrogado para dimensões maiores.) Portanto, este mecanismo só funciona para libertar três dimensões espaciais de seus cabos.

Em outras palavras, a própria geometria da teoria das cordas implica que este cenário levaria a nos ver menos do que quatro dimensões espaciais - dimensões de quatro ou mais são menos propensos a percorrer as colisões corda / anti-corda necessários para “libertar” os de a configuração fortemente ligada. As dimensões superiores continuar a ser ligada por as cordas no comprimento de Planck e são, portanto, invisível.

Com a inclusão de branas, esta imagem se torna mais elaborada e mais difícil de interpretar. A investigação sobre esta abordagem nos últimos anos não tem sido reconfortante. Muitos problemas surgem quando os cientistas tentam incorporar essa idéia de forma mais rigorosa para a matemática da teoria das cordas.

Ainda assim, esta é uma das poucas explicações de por que existem quatro dimensões que fazem qualquer sentido, por isso, os teóricos das cordas não completamente abandonado-o como uma possível razão para o big bang.