Der Beginn des Universums mit String Theory

Die Urknall-Theorie bietet keine Erklärung für das, was die ursprüngliche Ausdehnung des Universums gestartet. Dies ist eine wichtige theoretische Frage für Kosmologen, und viele sind die Konzepte der Stringtheorie in den Versuchen der Anwendung, sie zu beantworten. Eine umstrittene Vermutung ist ein zyklisches Universum Modell der angerufene Ekpyrotisches Universum

Theorie, das deutet darauf hin, dass unser eigenes Universum ist das Ergebnis der branes miteinander kollidieren.

Das Hämmern von Strings

Schon lange vor der Einführung von M-Theorie oder bran Szenarien gab es eine String-Theorie Vermutung, warum das Universum die Anzahl der Dimensionen hatten wir sehen: Ein kompakter Raum von neun symmetrisch Raumdimensionen begann in drei dieser Dimensionen zu erweitern. Bei dieser Analyse ist ein Universum mit drei Raumdimensionen (wie uns) die wahrscheinlichste Raum-Zeit-Geometrie.

In dieser Idee, zunächst in den 1980er Jahren von Robert Branden und Cumrun Vafa gestellt, begann das Universum als eine eng gewickelte Schnur mit allen Dimensionen symmetrisch zur Planck-Länge beschränkt. Die Saiten in der Tat verpflichtet, die Abmessungen bis zu dieser Größe.

Branden und Vafa argumentiert, dass in drei oder weniger Dimensionen, es wäre wahrscheinlich für die Saiten mit Anti-Saiten kollidieren. (Ein Anti-string ist im wesentlichen eine Zeichenfolge, die in einer Richtung entgegengesetzt der Zeichenkette.) Die Kollisions vernichtet die Zeichenfolge, die wiederum unleashes die Abmessungen wurde Begrenzungs windet. Sie beginnen damit erweitert, wie in den Inflations und Urknalltheorie.

Statt über Saiten des Denkens und anti-strings, stelle einen Raum, der ein Bündel von Kabeln an beliebigen Stellen an den Wänden hat. Stellen Sie sich vor, dass der Raum will mit den Wänden und Boden und Decke zu erweitern versuchen, sich voneinander weg zu bewegen - aber sie können es nicht, weil der Kabel. Stellen Sie sich vor, dass die Kabel bewegen kann, und jedesmal, wenn sie sich überschneiden, können sie rekombinieren. Bild zwei gespannte Kabel vom Boden bis zur Decke Strecken, die einen großen, dünnen X. zu bilden, schneiden Sie rekombinieren können zwei lose Kabel zu werden - ein an dem Boden und einer an der Decke befestigt. Wenn dies die einzigen zwei Kabel waren vom Boden bis zur Decke Stretching, dann nach dieser Interaktion sind der Boden und die Decke frei voneinander zu bewegen.

In der Branden und Vafa Szenario, diese Dimension (up-down), sowie zwei andere, sind frei, groß zu wachsen. Der letzte Schritt besteht darin, dass in vier oder mehr Raumdimensionen, werden die bewegten Saiten normalerweise nie treffen. (Denken Sie darüber nach, wie Punkte in zwei Raumdimensionen bewegt, wird wahrscheinlich nie treffen, und die Begründung auf höhere Dimensionen erweitert wird.) Also dieser Mechanismus funktioniert nur drei Raumdimensionen von ihren Kabeln zu befreien.

Mit anderen Worten bedeutet das sehr Geometrie der String-Theorie, dass dieses Szenario für uns zu sehen, weniger als vier Raumdimensionen führen würde - Dimensionen von vier oder mehr sind weniger wahrscheinlich durch die Zeichenfolge / anti-string Kollisionen gehen müssen # 147-befreien # 148- sie von der fest gebundenen Konfiguration. Die höheren Dimensionen weiterhin von den Saiten an der Planck-Länge und sind daher unsichtbar zu werden gebunden.

Mit der Aufnahme von branes, bekommt das Bild komplizierter und schwieriger zu interpretieren. Die Erforschung dieses Ansatzes in den letzten Jahren nicht beruhigend gewesen. Viele Probleme entstehen, wenn Wissenschaftler versuchen, diese Idee einzubetten rigoroser in die Mathematik der Stringtheorie. Dennoch ist dies eine der wenigen Erklärungen, warum die vier Dimensionen gibt, die keinen Sinn machen, so haben Stringtheoretiker nicht völlig es als möglichen Grund für den großen Knall verlassen.

Das Ekpyrotisches Universum

Im Ekpyrotisches Universum Szenario wird unser Universum aus der Kollision von branes erstellt. Die Materie und Strahlung des Universums kommt aus der kinetischen Energie durch die Kollision dieser beiden branes erstellt.

Die Theorie basiert auf den Ideen, die einige M-Theorie bran Szenarien zeigen, dass die zusätzlichen Dimensionen der String-Theorie erweitert werden kann, vielleicht sogar unendlich groß. Sie sind wahrscheinlich auch nicht erweitern (oder zumindest Stringtheoretiker haben keinen Grund zu glauben, sie sind) die Art und Weise, dass unsere eigenen drei Raumdimensionen sind. Wenn Sie das Video des Universums rückwärts in der Zeit spielen, haben diese Dimensionen nicht schrumpfen.

Nun stell dir vor, dass innerhalb dieser Dimensionen zwei unendlich 3-branes haben. Einen Mechanismus (wie beispielsweise Schwerkraft) zieht die branes zusammen durch die unendliche zusätzlichen Dimensionen und sie miteinander kollidieren. Energie erzeugt wird, die Sache für unser Universum zu schaffen und drückt die beiden branes auseinander. Schließlich löst sich die Energie aus der Kollision und die branes gezogen werden wieder zusammen noch einmal zu kollidieren.

Das ekpyrotic Modell ist in verschiedene geteilt Epochen (Zeit), basierend auf dem, was beeinflusst dominieren:

• Der Urknall

• Die Strahlung dominierten Epoche

• Die Materie dominierten Epoche

• Die dunkle Energie dominierten Epoche

• Die Kontraktion Epoche

• Die big crunch

Die Geschichte bis zur Kontraktion Epoche ist im Wesentlichen identisch zu der durch regelmäßige Urknall-Kosmologie gemacht. Die Strahlung, die von der bran Kollision (der große Knall) bedeutet, dass die Strahlung dominierten Epoche ist ziemlich einheitlich (außer für Quantenfluktuationen) hervorgebracht wird, so die Inflation nicht notwendig sein kann. Nach etwa 75.000 Jahren wird das Universum mit einer Partikel Suppe während der Materie dominierten Epoche. Heute und seit vielen Jahren, sind wir in der dunklen Energie dominierten Epoche, bis die dunkle Energie zerfällt und das Universum wieder beginnt zieht.

Da die Theorie zwei branes Kollision beinhaltet, genannt einige dieser die # 147-big Splat # 148- Theorie oder die # 147-bran Smash # 148- Theorie, die sicherlich leichter auszusprechen als ekpyrotic. Das Wort # 147-ekpyrotic # 148- kommt von dem griechischen Wort # 147-Ekpyrosis, # 148-, die eine antike griechische Überzeugung, dass die Welt war, wurde aus Feuer geboren.

Einige glauben, dass das Ekpyrotisches Universum Modell hat es viel los - es ist die Planheit und Horizont Probleme wie der Inflationstheorie löst der Fall ist, während auch eine Erklärung für die Bereitstellung, warum das Universum in erster Linie begonnen - aber die Macher sind noch weit davon entfernt zu beweisen . Stephen Hawking hat Neil Turok darauf wetten, dass Erkenntnisse aus der Europäischen Weltraumagentur-Planck-Satellit wird das inflationäre Modell überprüfen und ausschließen die ekpyrotic Modell, aber Hawking ist bekannt, haben auf diese Art von Wetten in der Vergangenheit zu zahlen.