Cosmologia branelor se referă la mai multe teorii din fizica particulelor și cosmologie legate de teoria corzilor, teoria supercorzilor și teoria M.
Brana și multiversul
Ideea centrală este că universul vizibil, tridimensional, este limitat la o brană în interiorul unui spațiu de dimensiuni superioare, numit „multivers” (en: ”bulk”) (cunoscut și ca „hiperspațiu”). Dacă dimensiunile suplimentare sunt compacte, atunci universul observat conține dimensiunea suplimentară și atunci nu este adecvată nicio referire la volum. În modelul multiversului, cel puțin unele dintre dimensiunile suplimentare sunt extinse (posibil infinite), iar alte brane se pot deplasa prin acest volum. Interacțiunile cu cea mai mare parte și, eventual, cu alte brane, pot influența brana noastră și, astfel, pot introduce efecte neobservate în modelele cosmologice mai standard.
De ce gravitația este slabă și constanta cosmologică este mică
Unele versiuni ale cosmologiei branelor, bazate pe ideea de extra-dimensiune mare, pot explica gravitația slabă în raport cu celelalte forțe fundamentale ale naturii, rezolvând astfel problema ierarhiei. În imaginea branei, forța nucleară electromagnetică, slabă și puternică sunt localizate pe brană, dar gravitația nu are o astfel de constrângere și se propagă pe întreg spațiu-timp, numit multivers. O mare parte din puterea de atracție gravitațională „se scurge” în multivers. În consecință, forța gravitațională ar trebui să pară semnificativ mai puternică la scară mică (subatomică sau cel puțin submilimetrică), unde s-a „scăpat” mai puțină forță gravitațională. În prezent sunt în curs de desfășurare diverse experimente pentru a testa acest lucru. Extensiile ideii de extra dimensiune mare cu supersimetrie în mare par să fie promițătoare în abordarea așa-numitei probleme ale constantei cosmologice.
Modele ale cosmologiei branelor
(Universurile situate pe brane plutesc într-un multivers, format din dimensiuni suplimentare, mici sau mari dupa modele. Credit: Rogilbert/Wikimedia Commons)
Una dintre cele mai vechi încercări documentate de a aplica cosmologia branelor ca parte a unei teorii conceptuale datează din 1983.
Autorii au discutat despre posibilitatea ca Universul să aibă (3 + N) + 1 dimensiuni, dar particulele obișnuite sunt limitate într-un puț de potențial care este îngust de-a lungul a N direcții spațiale și plat de-a lungul altor trei, și au propus un anumit model cinci-dimensional.
În 1998/99, Merab Gogberashvili a publicat pe arXiv o serie de articole în care a arătat că dacă Universul este considerat ca un înveliș subțire (un sinonim matematic pentru „brană”) care se extinde în spațiul 5-dimensional, atunci există posibilitatea de a obține o scală pentru teoria particulelor corespunzătoare constantei cosmologice 5-dimensionale și grosimii Universului și astfel să rezolve problema ierarhiei. Gogberashvili a arătat, de asemenea, că patrudimensionalitatea Universului este rezultatul cerinței de stabilitate găsite în matematică, deoarece componenta suplimentară a ecuațiilor de câmp Einstein care oferă soluția limitată pentru câmpurile de materie coincide cu una dintre condițiile de stabilitate.
În 1999, au fost propuse scenariile strâns legate de Randall–Sundrum, RS1 și RS2. Aceste modele particulare de cosmologia branelor au atras o atenție considerabilă. De exemplu, modelul asociat Chung-Freese, care are aplicații pentru ingineria metrică spațiu-timp, a urmat în 2000.
Mai târziu, au apărut propunerile pre-big bang, ekpirotice și ciclice. Teoria ekpirotică presupune că originea universului observabil a avut loc atunci când două brane paralele s-au ciocnit.
Teste empirice
Până acum, nu a fost raportată nicio dovadă experimentală sau observațională de dimensiuni suplimentare mari, așa cum este cerut de modelele Randall-Sundrum. O analiză a rezultatelor de la Large Hadron Collider din decembrie 2010 constrânge sever găurile negre produse în teorii cu dimensiuni suplimentare mari. Evenimentul recent de unde gravitaționale multi-mesager GW170817 a fost, de asemenea, folosit pentru a pune limite slabe asupra dimensiunilor suplimentare mari.
(Include texte traduse și adaptate din Wikipedia de Nicolae Sfetcu)
Teoria specială a relativității
Teoria relativității speciale a fost propusă în 1905 de Albert Einstein în articolul său „Despre electrodinamica corpurilor în mișcare”. Titlul articolului se referă la faptul că relativitatea rezolvă o neconcordanță între ecuațiile lui Maxwell și mecanica clasică. Teoria se bazează … Citeşte mai mult
Teoria generală a relativității
Relativitatea generală este o teorie metrică a gravitației. La baza ei sunt ecuațiile lui Einstein, care descriu relația dintre geometria unei varietăți patrudimensionale, pseudo-Riemanniene, reprezentând spațiu-timpul și energia-impulsul conținut în acel spațiu-timp. Fenomenele care în mecanica clasică sunt atribuite acțiunii … Citeşte mai mult
Știința – Filosofia științei
Cartea explorează principalele teme și teorii ale științei și filozofiei contemporane a științei, evidențiind întrebările fascinante și provocatoare actuale din știință în generală și filosofia științei, cu accent pe metodele științifice. O mare parte din înțelegerea noastră provine din cercetarea … Citeşte mai mult
Lasă un răspuns