Интернациональная команда физиков развивалась теории коробки, которая предлагает, дабы практически сразу после того, как это трещало в существование 13,8 миллиардов лет назад, вселенная была заполнена узлами, организованными из эластичных берегов энергии, названной трубами потока, каковые соединяют элементарные частицы. Мысль дает опрятное объяснение того, из-за чего мы населяем трехмерный мир, и обрисован в газете, названной «размерность и Затруднительная инфляция космического времени», принятого для публикации в европейском Физическом Издании C.«Не смотря на то, что вопросом того, из-за чего у отечественной вселенной имеется совершенно верно три (громадных) пространственных размеров, есть одна из самых глубоких тайных в космологии…, это в действительности лишь время от времени обращается в [научной] литературе», статья начинается.
Для нового ответа данной загадки, пяти соавторов – учители физики Архун Берера в Эдинбургском университете, Роман Буный в Университете Чэпмена, Генрих Пас (создатель Красивой Волны: С Нейтрино на Границе Пространства и времени) в Университете Дортмунда Жоао Роса в Университете Авейру и Томасе Кефарте в Университете Вандербилт – забрал неспециализированный элемент из стандартной модели физики элементарных частиц и смешал его с небольшой главной теорией узла составить новый сценарий, что не только может растолковать господство трех измерений, вместе с тем и снабжает естественный источник энергии для инфляционного скачка роста, что большая часть космологов считает, что вселенная прошла спустя микросекунды по окончании того, как это ворвалось в существование.Неспециализированный элемент, что одолжили физики, есть «трубой потока», складывавшейся из кварка, элементарные частицы, каковые составляют нейтроны и протоны, скрепляемые вторым типом элементарной частицы, названной глюоном, что «склеивает» кварк. Глюоны связывают хороший кварк с соответствием отрицательным антикваркам с эластичными берегами энергии, названной трубами потока. Потому, что связанные частицы поделены, труба потока делается более долгой, пока она не достигает точки, где она ломается.
В то время, когда это делает, это производит хватает энергии сформироваться, второй антикварк кварка разделяют на пары, что разделяет и связывает с уникальными частицами, создавая две пары связанных частиц. (Процесс подобен сокращению стержневого магнита в половине, чтобы получить два меньших магнита, и с северными и южными полюсами.)«Мы забрали известное явление трубы потока и пнули его до более большого энергетического уровня», сообщил Кефарт, учитель физики в Вандербилте.Физики разрабатывали подробности собственной новой теории с 2012, в то время, когда они посетили семинар, что Kephart организовал в Университете Исаака Ньютона в Кембридже, Англия. Berera, Buniy и Pas, все знали Kephart, по причине того, что они были наняты как постдокторанты в Вандербилте прежде, чем взять назначения свойства.
В дискуссиях на семинаре несколько стала заинтригованной возможностью, что трубы потока, быть может, игрались важную роль в начальном формировании вселенной.В соответствии с текущим теориям, в то время, когда вселенная была создана, это было первоначально заполнено перегретым исконным супом, названным плазмой глюона кварка. Это складывалось из глюонов и смеси кварка. (В 2005 плазма глюона кварка была удачно воссоздана в ускорителе частиц, Релятивистском Тяжелом Коллайдере Иона в Брукхевенской Национальной лаборатории, интернациональной группой физиков, включая три от Вандербилта: Стул Стивенсона в Физике Виктория профессора и Грин Физики Чарльз Магуайр и Джулия Велковска.)
Kephart и его сотрудники осознали, что более высокая энергетическая версия плазмы глюона кварка будет совершенной средой для создания трубы потока в весьма ранней вселенной. Громадные количества пар антикварков и кварка, спонтанно создаваемых и стёртых с лица земли, создали бы несметные числа труб потока.В большинстве случаев, труба потока, которая связывает антикварк и кварк, исчезает, в то время, когда эти две частицы входят в контакт и самоуничтожают, но имеется исключения.
В случае если труба принимает форму узла, к примеру, то это делается стабильным и может пережить частицы, каковые создали его. В случае если одна из частиц проследит путь сверху вниз узел, к примеру, то его труба потока организует узел трилистника. В следствии затруднительная труба продолжит существовать, кроме того по окончании того, как частицы, каковые она связывает, уничтожают друг друга.
Стабильные трубы потока кроме этого созданы, в то время, когда две либо больше трубы потока становятся связанными. Самый несложный пример – сообщение Гопфа, которая складывается из двух связанных кругов.Этим методом вся вселенная, быть может, заполнилась тяжёлой сетью труб потока, авторы предположили.
После этого в то время, когда они вычислили, сколько энергии такая сеть имела возможность бы содержать, они были приятно поражены понять, что хватало привести ранний период в воздействие космической инфляции.Так как мысль космической инфляции была введена в начале 1980-х, космологи имеют общепринятый суждение, что ранняя вселенная прошла период, в то время, когда это расширилось от размера протона к размеру грейпфрута за меньше чем одну триллионную секунды.
Данный период гиперрасширения решает две ответственных неприятности в космологии. Это может растолковать наблюдения, что пространство и более плоское и более ровное, чем астрофизики считаюм, что это должно быть. Не обращая внимания на эти преимущества, принятию теории мешали, по причине того, что соответствующий источник энергии не был выяснен.«Не только делает отечественную сеть трубы потока, снабжают, энергия должна была стимулировать инфляцию, это кроме этого растолковывает, из-за чего это остановилось так быстро», сообщил Кефарт. «Потому, что вселенная начала расширяться, сеть трубы потока начала распадаться и в конечном итоге разбилась, устранив источник энергии, что приводил расширение в воздействие».
В то время, когда сеть сломалась, она заполнила вселенную газом субатомных радиации и частиц, разрешив эволюции вселенной продолжиться на протяжении линий, каковые были ранее выяснены.Самая отличительная изюминка их теории – то, что она дает естественное объяснение трехмерного мира.
Имеется большое количество более высоких размерных теорий, таких как теория струн, каковые визуализируют вселенную как наличие девяти либо десяти пространственных размеров. В большинстве случаев их приверженцы растолковывают, что эти более высокие размеры скрыты от представления одним методом либо вторым.
Объяснение теории трубы потока прибывает из главной теории узла. «Как раз Генрих Пас знал, что узлы лишь формируются в трех измерениях и требуемый, дабы применять данный факт, дабы растолковать, из-за чего мы живем в трех измерениях», сообщил Кефарт.Двумерный пример оказывает помощь растолковать. Сообщите, что Вы помещаете точку в центр круга на листке бумаги.
Нет никакого метода высвободить круг от точки, оставаясь на странице. Но если Вы додаёте третье измерение, Вы имеете возможность снять круг выше точки и переместить его в одну сторону, пока точка больше не в кругу прежде, чем опустить его вниз.
Что-то подобное происходит с трехмерными узлами, если Вы додаёте четвертое измерение – математики продемонстрировали, что они распутывают. «Исходя из этого связанные узлом либо связанные трубы не смогут сформироваться в местах более большого измерения», сообщил Кефарт.Конечный итог пребывает в том, что инфляция была бы ограничена тремя измерениями.
Дополнительные размеры, если они существуют, остались бы вечно малыми в размере, через чур маленьком для нас, дабы ощущать.Следующий ход для физиков обязан создать их теорию, пока это не делает кое-какие предсказания о природе вселенной, которая возможно проверена.
Изучение было поддержано американским DE-SC0010504 гранта Министерства энергетики, Фондом Александра фон Гумбольдта, португальским Фондом и Европейской комиссией для Науки и техники.