| Теория струн |
|---|
 |
| Фундаментальные объекты |
| Теория возмущений |
|
| Непертурбативные результаты |
| Феноменология |
| Математика |
|
| Часть серии по |
| Физическая космология |
|---|
|
|
КатегорияBrane космология ссылается на несколько теорий в физике элементарных частиц и космологии , связанных с теорией струн , теории суперструн и М-теории .
Брана и навал [ править ]
Центральная идея состоит в том, что видимая трехмерная Вселенная ограничена браной внутри многомерного пространства, называемого «балкой» (также известной как «гиперпространство»). Если дополнительные размеры являются компактными , то наблюдаемая Вселенная содержит дополнительное измерение, а затем никаких ссылок на объеме не является целесообразным. 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 [ править ]
Некоторые версии космологии бран, основанные на идее большого дополнительного измерения , могут объяснить слабость гравитации по отношению к другим фундаментальным силам природы, тем самым решая проблему иерархии . На картине браны электромагнитное , слабое и сильное ядерное взаимодействиелокализованы 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 помощью суперсимметрии в объеме кажется многообещающим для решения так называемой проблемы космологической постоянной . [2] [3] [4]
Модели космологии бран [ править ]
Одна из самых ранних задокументированных попыток применить космологию бран как часть концептуальной теории датируется 1983 годом [5].
Авторы обсуждали возможность того, что Вселенная имеет размеры, но обычные частицы заключены в потенциальную яму, узкую по пространственным направлениям и плоскую по трем другим, и предложили конкретную пятимерную модель.
В 1998/99 году Мераб Гогберашвили опубликовал на arXiv ряд статей, в которых показал, что если Вселенную рассматривать как тонкую оболочку (математический синоним «браны»), расширяющуюся в 5-мерном пространстве, то есть возможность получить один масштаб. для теории частиц, соответствующей 5-мерной космологической постоянной и толщине Вселенной, и таким образом решить проблему иерархии . [6] [7] Гогберашвили также показал, что четырехмерность Вселенной является результатом требования устойчивости, установленного в математике, поскольку дополнительный компонент уравнений поля Эйнштейнаполучение ограниченного решения для полей материи совпадает с одним из условий устойчивости. [8]
В 1999 г. были предложены тесно связанные сценарии Рэндалла – Сундрама , RS1 и RS2. (См. Модель Рэндалла – Сундрама для нетехнического объяснения RS1). Эти конкретные модели космологии бран привлекли значительное внимание. Например, родственная модель Чанга-Фриза, которая имеет приложения для инженерии метрики пространства-времени , последовала в 2000 г. [9]
Позже появились предложения , предшествующие Большому взрыву , экпиротические и циклические . Теория экпиротизма предполагает, что возникновение наблюдаемой Вселенной произошло, когда две параллельные браны столкнулись. [10]
Эмпирические тесты [ править ]
На данный момент не поступало никаких экспериментальных или наблюдательных доказательств наличия больших дополнительных измерений , как того требуют модели Рэндалла – Сундрама. Анализ результатов Большого адронного коллайдера в декабре 2010 года серьезно ограничивает черные дыры, рожденные в теориях с большими дополнительными измерениями. [11] Недавний мульти-мессенджер гравитационной волны события GW170817 также клали слабые ограничения на больших дополнительных измерениях. [12] [13]
См. Также [ править ]
- Теория Калуцы – Клейна
- Петлевая квантовая космология
Ссылки [ править ]
- ↑ Сессия D9 - Экспериментальные испытания ближней гравитации.
- ^ Y. Aghababaie; С. П. Берджесс; SL Parameswaran; 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 : 2004NuPhB.680..389A . DOI : 10.1016 / j.nuclphysb.2003.12.015 . S2CID 14612396 .
- ^ С. П. Берджесс; Лео ван Ниероп (март 2013 г.). "Технически естественная космологическая постоянная суперсимметричной 6D бранной обратной реакции". Phys. Dark Univ . 2 (1): 1–16. arXiv : 1108.0345 . Bibcode : 2013PDU ..... 2 .... 1B . DOI : 10.1016 / j.dark.2012.10.001 . S2CID 92984489 .
- ^ С. 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 . DOI : 10.1007 / JHEP02 (2013) 120 . S2CID 53667729 .
- ^ Рубаков, В.А.; Шапошников, М.Е. (1983). «Мы живем внутри доменной стены?». Письма по физике . Б. 125 (2–3): 136–138. Bibcode : 1983PhLB..125..136R . DOI : 10.1016 / 0370-2693 (83) 91253-4 .
- ^ Гогберашвили, М. (1998). «Проблема иерархии в модели вселенной оболочки». Международный журнал современной физики D . 11 (10): 1635–1638. arXiv : hep-ph / 9812296 . DOI : 10.1142 / S0218271802002992 . S2CID 119339225 .
- ^ Гогберашвили, М. (2000). «Наш мир как расширяющаяся оболочка». Письма Еврофизики . 49 (3): 396–399. arXiv : hep-ph / 9812365 . Bibcode : 2000EL ..... 49..396G . DOI : 10,1209 / EPL / i2000-00162-1 . S2CID 38476733 .
- ^ Гогберашвили, М. (1999). «Четырехмерность в некомпактной модели Калуцы – Клейна». Современная физика Буква A . 14 (29): 2025–2031. arXiv : hep-ph / 9904383 . Bibcode : 1999MPLA ... 14.2025G . DOI : 10.1142 / S021773239900208X . S2CID 16923959 .
- ^ Чанг, Дэниел JH; Фриз, Кэтрин (2000-08-25). «Могут ли геодезические в дополнительных измерениях решить проблему космологического горизонта?». Physical Review D . 62 (6): 063513. arXiv : hep-ph / 9910235 . Bibcode : 2000PhRvD..62f3513C . DOI : 10.1103 / physrevd.62.063513 . ISSN 0556-2821 . S2CID 119511533 .
- ^ 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 . Проверено 3 мая 2008 .
- ^ CMS Collaboration (2011). «Поиск микроскопических сигнатур черных дыр на Большом адронном коллайдере». Физика Письма Б . 697 (5): 434–453. arXiv : 1012,3375 . Bibcode : 2011PhLB..697..434C . DOI : 10.1016 / j.physletb.2011.02.032 . S2CID 118488193 .
- ^ Лука Визинелли; Надя Болис; Солнечный Вагноцци (март 2018). «Дополнительные измерения мира бран в свете GW170817». Phys. Rev. D . 97 (6): 064039. arXiv : 1711.06628 . Bibcode : 2018PhRvD..97f4039V . DOI : 10.1103 / PhysRevD.97.064039 . S2CID 88504420 .
- ^ Фриланд, Эмили (2018-09-21). «Охота за дополнительными измерениями с помощью гравитационных волн» . Блог Центра физики космочастиц Оскара Клейна.
Внешние ссылки [ править ]
- Бракс, Филипп ; ван де Брук, Карстен (2003). «Космология и миры Бран: обзор». Классическая и квантовая гравитация . 20 (9): R201 – R232. arXiv : hep-th / 0303095 . Bibcode : 2003CQGra..20R.201B . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 20/9/202 . S2CID 9623407 . - Космологические следствия сценария мира на бране рассматриваются с педагогической точки зрения.
- Ланглуа, Дэвид (2003). «Космология Бран: введение». Приложение "Прогресс теоретической физики" . 148 : 181–212. arXiv : hep-th / 0209261 . Bibcode : 2002PThPS.148..181L . DOI : 10.1143 / PTPS.148.181 . S2CID 9751130 . - Эти заметки (32 страницы) дают вводный обзор космологии бран.
- Папантонопулос, Элефтериос (2002). «Космология Бран». Космологический перекресток . Конспект лекций по физике. 592 . С. 458–477. arXiv : hep-th / 0202044 . Bibcode : 2002LNP ... 592..458P . DOI : 10.1007 / 3-540-48025-0_15 . ISBN 978-3-540-43778-9. S2CID 3084654 .- Лекции (24 страницы), представленные на Первой эгейской летней школе по космологии, Самос , сентябрь 2001 г.
- Космология браны на arxiv.org
- Dimensional Shortcuts - свидетельство существования стерильного нейтрино; (Август 2007 г .; журнал Scientific American)
