String Theory: Biege Raum und Zeit

In Relativität, beugt sich der Schwerkraft unserer vier Raum-Zeit-Dimensionen, aber in der Stringtheorie sind mehr Dimensionen auch auf andere Weise verbunden. Raum-Zeit wird als glatt angesehen # 147-Gewebe, # 148- aber das glatte Material kann auf verschiedene Weise gebogen und manipuliert werden. In Relativität und modernen Kosmologie, hat das Universum eine inhärente Krümmung.

Der typische Ansatz für die zusätzlichen Dimensionen der String-Theorie hat sie sich in einem kleinen, Planck-Länge große Form zu wickeln. Dieser Vorgang wird aufgerufen Kompaktifizierung. In den 1980er Jahren wurde gezeigt, dass die zusätzlichen sechs Raumdimensionen der Superstringtheorie kompaktifiziert in Räume Calabi-Yau werden konnte.

Seitdem haben andere Methoden der Kompaktierung angeboten worden, vor allem G2 Kompaktifizierung, Spin-Bündel Kompaktifizierung und Fluss Kompaktifizierung. Für die Zwecke dieses Buches, die Details der Kompaktierung keine Rolle.

Zum Standbild Kompaktifizierung, denken Sie an einen Gartenschlauch. Wenn Sie eine lebende Ameise auf dem Schlauch waren, würden Sie auf einem riesigen leben (aber endlichen) Universum. Sie können entweder in der Länge Richtungen sehr weit gehen, aber wenn man um die gekrümmte Dimension gehen, können Sie nur so weit gehen. Doch jemand sehr weit weg, Ihre Dimension - die perfekt expansive an der Waage ist - scheint wie eine sehr schmale Linie ohne Raum außer entlang der Länge zu bewegen.

Dies ist das Prinzip der Kompaktierung - wir können nicht die zusätzlichen Universen sehen, weil sie so klein sind, dass nichts, was wir ihnen als eine komplexe Struktur tun können, jemals unterscheiden kann. Wenn wir nahe genug an den Gartenschlauch bekam, würden wir erkennen, dass etwas da war, aber die Wissenschaftler nicht an die Planck-Länge nahe kommen, um zusätzliche kompaktifiziert Dimensionen erkunden.

Natürlich haben einige neuere Theorien, dass die zusätzlichen Dimensionen vorgeschlagen größer sein kann als die Planck-Länge und theoretisch im Bereich von Experiment.

Noch andere Theorien existieren, in denen unsere Region des Universums nur vier Dimensionen manifestiert, obwohl das Universum als Ganzes mehr enthält. Andere Regionen des Universums können zusätzliche Dimensionen aufweisen. Einige radikale Theorien vermuten sogar, dass das Universum als Ganzes auf seltsame Weise gekrümmt ist.