O início do universo com a teoria das cordas

A teoria do big bang não oferece qualquer explicação para o que começou a expansão original do universo. Esta é uma grande questão teórica para cosmólogos, e muitos estão aplicando os conceitos da teoria das cordas na tentativa de responder. 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.

As batidas de strings

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.

O ecpirótico

No cenário ecpirótico, nosso universo é criado a partir da colisão de branas. A matéria e da radiação do nosso universo vem da energia cinética criada pela colisão destas duas branas.

A teoria baseia-se nas ideias que alguns cenários do mundo brana teoria-M mostram que as dimensões adicionais da teoria das cordas pode ser prorrogado, talvez até infinito em tamanho. Eles também provavelmente não estão se expandindo (ou pelo menos os teóricos das cordas não tem nenhuma razão para pensar que eles são) o caminho que os nossos próprios três dimensões espaciais são. Quando você joga o vídeo do universo para trás no tempo, estas dimensões não contrair.

Agora imagine que dentro dessas dimensões você tem dois infinitos 3-branas. Alguns mecanismo (tais como a gravidade) extrai as branas juntos através das dimensões infinitas extras, e eles colidem uns com os outros. A energia é gerada, criando o assunto para o nosso universo e empurrando as duas branas à parte. Eventualmente, a energia da colisão se dissipa e as branas são atraídos de volta junto a colidir mais uma vez.

O modelo ekpirótico é dividido em vários épocas (períodos de tempo), com base no que influencia dominar:

• A grande explosão

• A época dominado por radiação

• A época dominada pelo assunto

• A época dominado por energia escura

• A época de contração

• O big crunch

A história até a época contração é essencialmente idêntico ao feito pela regulares grande cosmologia estrondo. A radiação que é gerada pela colisão de branas (o big bang) significa a época dominado por radiação é bastante uniforme (excepto para as flutuações quânticas), de modo que a inflação pode ser desnecessário. Depois de cerca de 75.000 anos, o universo torna-se uma sopa de partículas durante a época dominada pelo assunto. Hoje e por muitos anos, estamos na época dominado por energia escura, até que a energia escura decai e o universo começa a contrair mais uma vez.

Porque a teoria envolve duas branas colidem, alguns chamaram esta a teoria do “big splat” ou a teoria do “brana Smash”, que é certamente mais fácil de pronunciar do que ekpirótico. A palavra “ekpirótico” vem da palavra grega “ecpirose”, que era uma crença grega antiga que o mundo nasceu de fogo.

Alguns sentem que o modelo ecpirótico tem muita coisa para ele - ele resolve o nivelamento e horizonte problemas como teoria inflacionária faz, além de fornecer uma explicação para por que o universo começou em primeiro lugar - mas os criadores ainda estão longe de provar que . Stephen Hawking apostou Neil Turok que os resultados de Planck satélite Agência Espacial Europeia irá verificar o modelo inflacionário e descartar o modelo ekpirótico, mas Hawking tem sido conhecido por ter que pagar sobre esses tipos de apostas no passado.