String Theory: Vorschläge für Warum Abmessungen Manchmal uncurl

Die meisten Stringtheorie Vorschläge wurden basiert auf dem Konzept, dass die zusätzlichen Dimensionen durch die Theorie erforderlich sind, so klein zusammengerollt, dass sie nicht beobachtet werden können. Mit M-Theorie und bran Welten, kann es möglich sein, diese Einschränkung zu überwinden.

Einige Szenarien wurden zu versuchen, einen Vorschlag für eine mathematisch kohärente Version von M-Theorie zu beschreiben, die die zusätzlichen Dimensionen erweitert werden, erlauben würde. Wenn eines dieser Szenarien wahr halten, haben sie profunde Auswirkungen darauf, wie (und wo) Physiker für die zusätzlichen Dimensionen der Stringtheorie suchen sollte.

Messbare Dimensionen

Ein Modell, das ziemlich viel Aufmerksamkeit bekommen hat, wurde 1998 von Savas Dimopoulos, Nima Arkani-Hamed, und Gia Dvali vorgeschlagen. In dieser Theorie, könnten einige der zusätzlichen Dimensionen so groß wie ein Millimeter ohne bekannte Experimente widersprechen, was bedeutet, dass es möglich sein kann, deren Auswirkungen in Experimenten am CERN Large Hadron Collider (LHC) durchgeführt, um zu beobachten.

Wenn Dimopoulos MDM eingeführt bei einer 1998 Supersymmetrie Konferenz war es tatsächlich so etwas wie ein subversiver Akt. Er machte eine mutige Aussage: Extra Dimensionen so wichtig waren, wenn nicht mehr so, als Supersymmetrie.

Viele Physiker glauben, dass die Super der Schlüssel physikalische Prinzip ist, dass die Grundlage der M-Theorie erweisen werden. Dimopoulos vorgeschlagen, dass die Extra-Dimensionen - früher als eine unglückliche mathematische Komplikation betrachtet werden, so viel wie möglich ignoriert - könnte das grundlegende physikalische Prinzip M-Theorie suchte.

In MDM, befinden verlängern ein Paar von zusätzlichen Dimensionen könnte bis zu einem Millimeter von der 3-dimensionalen bran, die wir auf. Wenn sie viel mehr als ein Millimeter verlängern, hätte jemand schon bemerkt, aber zu einem Millimeter, würde die Abweichung von Newtons Gesetz der Schwerkraft so gering sein, dass niemand klüger wäre. Also weil die Schwerkraft in zusätzlichen Dimensionen ausstrahlen, wäre es zu erklären, warum die Schwerkraft so viel schwächer ist als die bran-gebundenen Kräfte.

Die Art und Weise dies funktioniert, ist alles in unserem Universum auf unserer 3-dimensionalen bran gefangen ist außer der Schwerkraft, was kann aus unserer bran erstrecken sich auf die anderen Dimensionen beeinflussen. Anders als in der Stringtheorie, würden die zusätzlichen Dimensionen nicht spürbar in Experimenten mit Ausnahme der Schwerkraft Sonden und 1998 hatte die Schwerkraft nicht in einer Entfernung von weniger als einem Millimeter getestet.

Unendlichen Dimensionen: Randall-Sundrum Modelle

Wenn eine millimetergroße Dimension Köpfe drehten sich, die 1999 Vorschlag von Lisa Randall und Raman Sundrum war noch spektakulärer. In diesen Randall-Sundrum Modelle, Schwerkraft verhält sich anders in unterschiedlichen Abmessungen, abhängig von der Geometrie der branes.

In dem ursprünglichen Modell Randall-Sundrum, genannt RS1, sie schlagen eine bran, die die Stärke der Schwerkraft setzt. In diesem gravitybrane, die Stärke der Gravitation ist extrem groß. Wie Sie in einer fünften Dimension weg von der gravitybrane bewegen, fällt die Stärke der Gravitation exponentiell.

Ein wichtiger Aspekt der RS1 Modells ist, dass die Kraft der Schwerkraft nur von der Position innerhalb der fünften Dimension abhängt. Da unsere gesamte 3-bran (dies ist ein bran Welt Szenario, wo wir auf einem 3-bran Raum gefangen sind) gleichzeitig fünfdimensionalen Position ist, ist die Schwerkraft konsistent überall in der 3-bran.

In einem zweiten Szenario genannt RS2 oder lokalisierte Schwerkraft, Randall und Sundrum erkannte, dass die 3-bran, die wir in stecken ihre eigenen Gravitationseinfluss haben könnten. Obwohl gravitons weg von der 3-bran in andere Dimensionen treiben können, können sie nicht sehr weit, weil der Zug unserer 3-bran. Auch bei großen Dimensionen, würden die Auswirkungen der Schwerkraft in andere Dimensionen undichten unglaublich klein sein.

In diesen beiden Modellen ist das Schlüsselmerkmal, dass die Schwerkraft auf eigenen 3-bran ist im Wesentlichen immer gleich. Ist dies nicht der Fall wäre, hätten wir die Extra-Dimensionen vor jetzt bemerkt.

Im Jahr 2000 schlug Lisa Randall ein anderes Modell mit Andreas Karch genannt örtlich lokalisierten Schwerkraft. In diesem Modell enthielt die zusätzliche Dimension einige negative Vakuumenergie. Es geht über den früheren Modellen, weil es der Schwerkraft ermöglicht, auf verschiedene Weise in verschiedenen Regionen zu lokalisieren. Unsere lokalen sieht 4-dimensionalen und hat 4-dimensionalen Schwerkraft, aber auch andere Regionen des Universums könnten unterschiedliche Gesetze folgen.