هذه المقالة من عدد الجمهور قناة الصغرى "الدوائر العلمية" (ID: keyanquan) طبع بإذن

مستنسخة الرجاء الاتصال ب keyanquan@huanqiukexue.com

الاحتفال الأستاذ جوسيف بولشينسكي (1954.5.16-2018.2.2)

وتر التصرف المؤلف رافائيل (رافائيل بوسو)

جوزيف بوير كينسكي (جوسيف بولشينسكي)

الترجمة هو تشونغ

طبقا للنظرية النسبية العامة التي أينشتاين المقترحة في عام 1915، خطورة من الزمان والمكان (على حد سواء الأبعاد الأربعة الزمكان مجتمعة) الهندسة؛ وليس هناك كتلة (أو الطاقة) في كائن يسبب الانحناء من الفضاء . على سبيل المثال، في العمل الجماهيري الأرض، والوقت أبل في أعلى الشجرة، شجرة من الفيزيائيين وقت العمل يمر بشكل أسرع. التفاح تسقط من الشجرة، في الواقع، لمجرد أن منحنى استجابة الزمكان. هذا المنحني دوران الزمكان الأرض حول الشمس على الطريق، ولكن أيضا إلى المجرات البعيدة بعيدا عن الولايات المتحدة. وقد أثبتت هذه الفكرة المدهشة والرائعة العديد من التجارب دقيقة.

الانحناء لتحل محل تفاعل الجاذبية مع نظرية هندسة الزمكان حققت نجاحا كبيرا، والعلماء يعتقدون بشكل طبيعي، يمكنك العثور على نظرية لشرح هندسة التفاعلات الأساسية الأخرى للطبيعة، وحتى نوع من الجسيمات الأولية ؟ البحث عن مشكلة استنزاف الحياة اينشتاين في وقت لاحق، وقال انه هو جاذبية خاصة إلى العالم الألماني تيودور كا الكفاح (ثيودور كالوزة) والسويسري عالم أوسكار كلاين (أوسكار كلاين) العمل. على أساس الجاذبية يعكس هندسة رباعية الابعاد فكرة الزمان والمكان، واقترح كذلك أن التفاعل الكهرومغناطيسي تأتي في الواقع من البعد المكاني إضافية (أي في الخامس الأبعاد) الهندسة، وهذا البعد هو حاليا صغير جدا ولا يمكن أن يكون أي تجارب مباشرة الكشف. اينشتاين متابعة هذه نظرية موحدة فشلت، لأنه في ذلك الوقت كانت الظروف لم تنضج بعد. التفاعلات الأساسية توحيد، يجب علينا أولا أن نفهم الدور الرئيسي للقوة النووية ونظرية الحقل الكمومي على أساس الفيزياء، وعلماء الفيزياء حتى عام 1970 لمعرفة هذه.

اليوم، أصبح السعي لإيجاد نظرية موحدة للفيزياء نظرية واحدة من القضايا الجوهرية. وكما تنبأ أينشتاين، المفاهيم الهندسية التي تلعب دورا هاما. في هذه النظرية معظم اعدة سلسلة موحدة ميكانيكا الكم، والنسبية، والإطار النظري للفيزياء الجسيمات، كا الكفاح وفكرة كلاين من الاهتمام المتجدد والترويج، وأصبحت واحدة من السمات الأساسية لنظرية الأوتار. في نظرية الأوتار وKaluza-كلاين الظن، قوانين الفيزياء التي نراها يتم تحديدها من قبل شكل وحجم هذه الأبعاد المكانية إضافية من الصغيرة. ولكن ما الذي يحدد شكلها ذلك؟ في السنوات الأخيرة، عددا من التقدم النظري والتجريبي يقدم مذهلة ومليئة الجواب المثيرة للجدل. إذا كان ذلك صحيحا، فإن هذا الجواب تتغير بشكل كبير من فهمنا للكون.

الحبال نظرية Kaluza-كلاين

في القرن 20 في وقت مبكر، اقترح كا الكفاح وكلاين مفهوم البعد الخامس، الفيزيائيين لا يعرفون سوى قوتين الأساسية للطبيعة: القوة الكهرومغناطيسية والجاذبية. هاتين القوتين هي، لذلك يعتقد العلماء تفاعل الطبيعي مع مربع معكوس المسافة بينهما ليست هناك نوع من الاتصال. كالو تشا وكلاين لاحظت، إذا كان هناك الأبعاد المكانية اضافية (بحيث الزمكان خمسة الأبعاد يصبح)، هندسة نظرية الجاذبية آينشتاين قد تكون قادرة على ربطهم .

المصدر: HTTP: //www.diffusion.ens.fr/vip/tableJ02.html

لم هذه الفكرة خارج الأبعاد لا يبدو حتى الجنون. لأنه إذا كرة لولبية من الأبعاد المكانية إضافية تصل إلى دائرة صغيرة بما فيه الكفاية، ثم لدينا أفضل "المجهر" - أعلى طاقة معجل الجسيمات لا يمكن رؤيته. ليس ذلك فحسب، ونحن نعلم بالفعل من النسبية العامة، ومساحة ليست مطلقة، ولكن سوف تشوه والتطور. على سبيل المثال، ثلاثة أبعاد مكانية يمكننا أن نرى اليوم تم توسيع، في الماضي البعيد هي مقاييس صغيرة، لذلك إذا كان هناك أبعاد إضافية دون سخام، الذي لا يزال حتى يومنا هذا على نطاق والمجهرية، يبدو مفهومة.

على الرغم من أننا لا يمكن أن نلاحظ مباشرة الأبعاد الإضافية، فإنه لا يزال قد يكون لها آثار غير مباشرة هامة يمكن ملاحظة لنا. إذا كان هناك بعدا إضافيا النسبية العامة يمكن وصفها مباشرة هندسة بأكمله خمسة الأبعاد الزمكان، هذه البنية يمكن تقسيمها إلى ثلاثة أجزاء: الزاوية بين شكل نطاق واسع بعد رابع، الأبعاد الإضافية وحجم مساحة صغيرة رباعي الأبعاد، والأبعاد الإضافية كرة لولبية محيط. يوصف بعد رابع من قبل النسبية رباعية الابعاد العامة، حيث كل نقطة، زاوية وأبعاد إضافية من محيط يحتوي على قيمة معينة، مثل اثنين من كل نقطة في الفضاء لديها قيمة الحقل. والمثير للدهشة، زاوية محاكاة المجال الكهرومغناطيسي في الفضاء الرباعي الأبعاد، ونفس (ماكسويل) المعادلات أي زاوية ويرضي المجال الكهرومغناطيسي المعادلات راض. من ناحية أخرى، محيط ميدان يحدد القوة النسبية بين القوة الكهرومغناطيسية والجاذبية. ولذلك، من الناحية النظرية خمسة الأبعاد الجاذبية، وحصلنا على قوة الجاذبية ونظرية الكهرومغناطيسية الزمكان رباعي الأبعاد.

إمكانية الأبعاد الإضافية، في السعي النسبية وميكانيكا الكم العامة في موحد، وقد لعبت أيضا دورا رئيسيا. في معظم نظرية الأوتار الرائدة، الجسيمات الأولية هي في الواقع كائنات واحدة الأبعاد، وهذا هو صغير جدا، التذبذبات السلسلة. وتر على نطاق وبالقرب من ما يسمى مقياس بلانك، وهذا هو 10-33 سم (واحد من عشرة مليارات المليار من قطر أصغر من نواة). لذلك، من أي وجهة نظر نطاق أوسع بكثير جداول بلانك، والحبال هي بالضبط مثل نقطة.

من أجل جعل المعادلات متسقة ذاتيا من نظرية الأوتار في الرياضيات، يجب على سلسلة يهتز في 10 أبعاد الزمكان، وهو ما يعني أيضا أن هناك اضافي ستة أبعاد مكانية، لأن المقياس هو علبة صغيرة جدا لا يمكن الكشف عنها. ومماثلة سلسلة ذات بعد واحد، وهناك العديد أبعاد الزمكان "الفيلم". في نظرية Kaluza-كلاين الأصلية، ويمكن ملء وظائف موجة من الجسيمات العادية مع بعدا إضافيا، تنتشر حتما إلى الجسيمات نفسها كل الأبعاد الإضافية. وووتر قد تكون محدودة الفارق الى أعلى من الغشاء، ونظرية الأوتار قد يكون ما يسمى تدفق، أي مجال القوة "خطوط الحقل" تشير، كما من قبل "خط المجال" الكهرومغناطيسية الكلاسيكية يشير مثل القوة الكهرومغناطيسية.

وعموما، فإن الأبعاد الإضافية من سلسلة الصورة النظرية من نظرية Kaluza-كلاين أكثر تعقيدا، ولكن هيكل رياضي وراء أكثر موحدة وكاملة. لم تتغير الفكرة المركزية Kaluza-كلاين الناحية النظرية، أن قوانين الفيزياء أن نرى يعتمد على هندسة الخفية للأبعاد إضافية.

الكثير من الحلول؟

والسؤال الرئيسي هو: ما الذي يحدد هندستها خارج الأبعاد؟ الجواب هو أن النسبية العامة، يجب أن الزمكان الهندسة تلبية معادلات آينشتين للمجال - مع جامعة برينستون جون ويلر (جون ويلر) قوله ان الزمكان يخبر النظر عن كيفية ثني الزمكان يروي النظر عن كيفية ممارسة الرياضة. ولكن حل معادلات آينشتين للمجال ليست فريدة من نوعها، لذلك هناك عدد من ممكن هندسة الزمكان. وتنص نظرية Kaluza-كلاين خمسة الأبعاد مثال بسيط من هذا النوع ليس التفرد. الشباك محيط الأبعاد الإضافية من حيث المبدأ اتخاذ أي قيمة: في حالة عدم وجود هذه المادة، ومساحة مسطح رباعي الأبعاد، جنبا إلى جنب مع محيط أي دائرة، فمن أينشتاين معادلة (في وجود مادة، معادلات المجال هي أيضا مشابهة حل التعددية) .

أي حل المعادلات نظرية الأوتار يمثل الشكل قليلا من الزمان والمكان، وهذا يشمل ترتيب شكل نوعا من البعد خفية، فضلا عن غشاء المرتبطة بها (الأخضر) وخطوط التدفق (المعروف أيضا باسم خطوط الكهرباء والبرتقالي) . نظرية الأوتار توقع أن عالمنا ستة بعدا إضافيا، لذلك كل نقطة في الفضاء على دراية ثلاثي الأبعاد مخفية في مساحة ستة الأبعاد، أو متعددة (متعددة). القوانين الفيزيائية لرؤية الفضاء ثلاثي الأبعاد يعتمد على بنية وأبعادها المتعددة ستة الأبعاد: مقبض لديه نفس العدد من الكعك، وطول محيط وعدد وموقع كل فيلم التعامل معها، وحول كل متعددة عدد خطوط التدفق من الكعك.

المصدر:

في نظرية الأوتار، لدينا العديد من (ستة) بعدا إضافيا، مما يجعلها أكثر المعلمات قابل للتعديل من ذلك بكثير. بعدا إضافيا يمكن تحريف ما يصل بطريقة دائرة، ولكن عندما يكون هناك عدد وافر من أبعاد إضافية، وأنها يمكن أن يكون لها مجموعة متنوعة من الأشكال (على نحو أدق، مختلف "طوبولوجيا")، على سبيل المثال المجال، وهو دونر دائرة، دونات اثنين من العصا معا، وما شابه ذلك. كل دونات (أي "مقبض") لها طول ومقاس، حيث بعدا إضافيا مع عدد من هندستها مختلفة. وبالإضافة إلى هذه "مقبض" هناك عوامل أخرى، مثل الموقع حيث الغشاء وعن "تدفق" من عدد من الأدوار عن بعضها البعض.

ومع ذلك، فإن مساهمة هذه الحلول المختلفة لمختلف جدا: كما في الأبعاد الإضافية من تدفق، انحناء غشاء الفضاء والطاقة سوف تسهم، كل حل لديها امكانات المقابلة. نضع يسمى طاقة الفراغ هذه الطاقة، لأنه رباعي الأبعاد الزمكان في نطاق واسع في حالة عدم وجود مادة والحقول، والطاقة الزمكان نفسه. كناد على أسفل المنحدر نحو أدنى المتداول، يمكن هندستها خارج الأبعاد أيضا نحو اتجاه أدنى تطور فراغ.

من أجل فهم الفراغ يمكن أن تقلل من الآثار المترتبة على هذه العملية، ونحن نعتبر أول معلمة أن إجمالي حجم أبعاد إضافية خفية ل. يمكننا استخلاص الطاقة الكهربائية مع تغيير منحنى حدودي. ويبين الشكل مثال على منحنى من هذا القبيل. في حالة وجود بعد إضافي صغير، والطاقة الكهربائية عالية، وبالتالي فإن تبقى من هذا الرقم، ومنحنى هو موقف عالية نسبيا من البداية. من اليسار إلى اليمين، وصلت الطاقة الكهربائية أكثر من ثلاثة أودية، قبل كل أقل من. وأخيرا، في حق هذا الرقم، ومنحنى يتناقص تدريجيا إلى ثابت. أقصى اليسار قيمة الطاقة ادي فراغ أكبر من 0 وهنا بالضبط وسط الوادي إلى فراغ 0، الوادي في حين أن طاقة الفراغ في أقصى اليمين من أقل من 0.

مخفي الهندسة خارج الأبعاد للتطور كيف يعتمد أيضا على الظروف الأولية، "الكرة" الذي وضع بداية المنحنى. إذا كنت تبدأ على الجانب الأيمن من الذروة الأخيرة من تطور، فإن الكرة قد تدحرجت ما لا نهاية، وهذا بعدا إضافيا الحجم سيزداد إلى أجل غير مسمى (وبالتالي لن تكون مخفية). وإلا، فإنه سيتم إيقاف في أسفل الوادي، وسيتم تعديل مخبأة على نطاق وأبعاد إضافية إلى قيمة أقل للطاقة. أدنى فراغ جزئي الثلاثة يمكن أن تتوافق مع إيجابية أو سلبية والصفر الحالات. علما بأن الأبعاد الإضافية على نطاق كوننا لا يتغير مع مرور الوقت، وإلا فإننا سوف نرى تغييرات في الثوابت الأساسية في الطبيعة على مر الزمن. لذا فإننا نؤكد الكون هو في أسفل الوادي، وينبغي أن يكون في فراغ يمكن أن تكون أكبر قليلا من وادي الصفر.

يعكس المشهد نظرية الأوتار الحقيقية الفتحات خارج الأبعاد جميع المعلمات، وبالتالي خلق الكثير من البعد "خريطة طبوغرافية". خريطة طبوغرافية تعادل فقط يعتمد على معلمتين من التباين طاقة الفراغ. مشعب خارج الأبعاد في ما زالت تميل إلى أسفل (الموافق حل مستقر نظرية الأوتار، أو فراغ مستقر). وبعبارة أخرى، وبمجرد أن مشعب في الجزء السفلي، وأنه يميل إلى البقاء هناك لفترة طويلة. يمثل الجزء الأزرق أقل من الصفر طاقة الفراغ. ومع ذلك، فإن تأثير الكم يسمح حالة التغيير المفاجئ متعددة في وقت واحد - أي قبل الانتقال الكم من خلال وسط الجبال، بالقرب من وادي أقل. سوف مناطق مختلفة من الكون تقطع طريقا مختلفا بشكل عشوائي في المشهد. والنتيجة هي مثل عدد لا يحصى من المستكشفين لاستكشاف المشهد بأكمله، وبالتالي كل شيء ممكن في وادي.

المصدر: HTTP: //lesmerveillesdelaconnaissance.over-blog.com/article-dossier-la-mysterieuse-energie-noire-partie-1-73205896.html

ونظرا للهندسة الأبعاد الإضافية هناك عدد من المعلمات، ينبغي لنا أن مجرد وضع هذا المنحنى طاقة الفراغ كما معقدة، "الجبال" عالية الأبعاد للقسم. جامعة ستانفورد ليونارد سسكيند (ليونارد سسكيند) هذا "الجبل" ودعا نظرية الأوتار "المشهد". "الرأي" الأبعاد عالية من قيمة الحد الأدنى منها - أي، فإن الكرة تبقى في الجزء السفلي من موقف نهائي ومستقر المقابلة للشكل الهندسي للالزمكان (بما في ذلك تدفق وبت فيلم امتثالي)؛ هذه القطع سيتم يشار إلى الخلاء الاستقرار الشكل .

التضاريس خرائط واقع اثنين فقط من الاتجاهات المستقلة (الشمال والجنوب والشرق والغرب)، يمكننا استخلاص فقط مشهد ثنائي الأبعاد. وأكثر من ذلك بكثير من تعقيد المشهد نظرية الأوتار، هناك العديد من (مئات) الاتجاهات مستقلة. موقف كل اتجاه قياس منفصل لا مكان الحيز المادي، ولكن هندسة الزمكان من جوانب معينة، مثل "مقبض" أو حجم الفيلم، ونحن لا يجب أن تأخذ بعدا من أبعاد الفضاء وإرباك المشهد نظرية الأوتار وهلم جرا.

وفي الوقت الحاضر نحن لا يمكن إكمال الصورة الكاملة للمشهد نظرية الأوتار. الطاقة احتساب حالة فراغ هي مشكلة صعبة، وتتطلب عادة بعض تقريب مناسب. في السنوات الأخيرة، والفيزياء النظرية بداية لتحقيق بعض التقدم، وخاصة في عام 2003، جامعة ستانفورد الشامي تي Kachru (شاميت كاشرو)، ريناتا وشو اختبار (ريناتا كالوش) واندريه ليند (اندريه لينده)، ومعهد تاتا للعلوم الأساسية (معهد تاتا للبحوث الأساسية) من سعدي بو تريفيدي (Sadip تريفيدي) وجدت أدلة مقنعة لإثبات أن الواقع نظرية الأوتار المشهد وجود الوادي، وادي فيها الطبيعة الأساسية لكوننا مستقرة.

لا يمكننا تحديد كيفية العديد من فراغ مستقرة - وهذا هو، كم عدد النقاط التي يمكن أن تسمح "الكرة" توقفت، ولكن هذا الرقم من المرجح أن يكون كبيرا جدا. وقد أظهرت الدراسات أن حوالي 500 "مقبض" حل يمكن أن يحقق، لن التعامل مع عدد كبير من أكثر بكثير من هذا الرقم. لكل مقبض يمكن أن يكون لها عدد معين من خطوط التدفق من حوله، وهذا العدد ليس كبيرا جدا، وإلا فإنها سوف تؤدي إلى عدم الاستقرار فراغ. وإذا افترضنا أن كل مقبض قد يكون 0-9 خطوط التدفق الممكنة (10 ممكنة)، ثم ما مجموعه 500 ليتوافق مع مؤشر إلى 10،500 أنواع من شكل الشيء ممكن. حتى لو كل مقبض قد تكون 0 أو خطوط التدفق، وهناك حوالي 2500 (حوالي 10150) الاحتمالات.

وبالإضافة إلى تأثير طاقة الفراغ، كل واحد من هذه الحلول، سنكون في رباعي الأبعاد الرصاص العالم العيانية إلى ظاهرة مختلفة تماما : تعريف عالمنا يكون هناك تفاعل الجسيمات ونوع، وكيف لديهم نوعية وقوة. على الرغم من أن نظرية الأوتار قد لا توفر سوى القوانين الأساسية، فإن قوانين الفيزياء التي نراها في العالم العيانية لا يزال يعتمد على هندسة الأبعاد الإضافية.

ويأمل العديد من الفيزيائيين أن الفيزياء يمكن أن تفسر في النهاية لماذا الكون لديها مثل هذه بعض القواعد الأساسية. ولكن حتى هذه الرغبة في أن تصبح حقيقة واقعة، لا تزال هناك العديد من الأسئلة العميقة حول سلسلة الحاجة نظرية المشهد إلى إجابة. التي فراغ مستقرة يصف عالمنا؟ لماذا هذا الانتقاء الطبيعي من فراغ محددة بدلا من الآخر؟ حل مستقر الآخرين إلا إذا كان احتمال الرياضيات البحتة، ولكن لم تصبح حقيقة واقعة المادي؟ إذا نظرية الأوتار هو الصحيح، ويبدو أنه لا يمكن تحقيق "الديمقراطية" في نهاية المطاف: على الرغم من الناحية النظرية على عدد كبير من العوالم الممكنة، ولكن فقط في المباراة النهائية على كل ما يمكن اخترنا من المقابلة واحد في العالم الحقيقي.

هل لديك إفراد حل معين في المشهد نظرية الأوتار؟ وفقا لاثنين من الأفكار الهامة، نقدم صورة مختلفة تماما في عام 2000. الفكرة الأولى هي أن عالمنا ليس من الضروري أن يكون دائما في حل من نظرية الأوتار (أو بت شكل بعدا إضافيا)، لأن هناك نادرة ولكن قد تحدث عمليات الكم تسمح إضافية شكل قفزة الأبعاد من موقف إلى آخر. الفكرة الثانية هي أنه وفقا للنظرية العامة لآينشتاين نظرية النسبية سلسلة كجزء من، الكون يمكن أن تتطور بسرعة كافية، مما يسمح للتعايش وافر من المواقف المختلفة لتشكيل مختلف "شبه الكون" التي في كل الفضاء الفرعي ليست كبيرة بما فيه الكفاية، تلك التي لا يمكن ملاحظتها في الأكوان الأخرى . في هذه الصورة، سر فراغ لماذا فقط أن عالمنا المقابلة حقيقية، لا وجود لها. ليس ذلك فحسب، نقترح أيضا أن هذه الفكرة يمكن أن تعالج أيضا الألغاز طبيعية كبرى أخرى.

مسار أفقي

كما ذكر آنفا، كل فراغ مستقرة يمكن وصفها من قبل عدد من عدد من "مقبض" للغشاء، وتدفق. ولكن الآن علينا أن نأخذ بعين الاعتبار كل هذه العناصر يمكن أن تنشأ ودمرت، وذلك بعد فترة من فترة الاستقرار، يمكن أن عالمنا القفز إلى نوع مختلف تماما من الموقف. في سلسلة المشهد نظرية، واختفاء (الاضمحلال)، أو أي شكل آخر من تغيير طوبولوجيا خطوط التدفق هو من خلال "الجبال" في وادي أقل من نقلة نوعية .

والنتيجة هي أنه مع تطور الزمن، تختلف بشكل تسلسلي وجود فراغ. في البداية افترضنا أن المثال في 500 مقابض مع كل تسعة حالة تغير مستمر، واحدا تلو الآخر، والتي سوف تتبع 4500 ميكانيكا الكم تدفق تنبأ به بعض النظام من الاضمحلال، حتى يتم استخدام كافة تدفقات تصل. نحن ننطلق من المناظر الطبيعية وادي العالي، من خلال سلسلة من انتقال عشوائي، بعد الحصول على 4500 وادي أقل وأقل. ونحن نرى مجموعة من المناظر الطبيعية المختلفة في المشهد نظرية الأوتار، ولكن ل10500 أنواع من الممكن فراغ، وهذه العملية بعد سوى جزء صغير جدا. ويبدو أن معظم فراغ حتى فرصة لاظهار وجهه على الإطلاق.

ولكن في الواقع يمكننا التغاضي جزءا أساسيا من هذه القصة: الطاقة الكهربائية لها تأثير هام على تطور الكون. ونحن نعلم أن المادة العادية (مثل لدينا النجوم والمجرات) سوف تبطئ عملية توسع الكون، وحتى تؤدي في نهاية المطاف إلى انهياره مرة أخرى. ولكن التأثير الإيجابي للفراغ يمكن أن تلعبه مثل مكافحة خطورة، مثل: وفقا لمعادلات آينشتاين، فإن ذلك سيؤدي إلى توسع دينا مساحة ثلاثية الأبعاد أسرع وأسرع معدل. عندما بعدا مخفية عند الانتقال إلى الموضع الجديد شكلتها آثار الكم، فإن التوسع المتسارع لها آثار كبيرة ومثيرة للدهشة.

لأن كل نقطة في الفضاء ثلاثي الأبعاد مخفية في مساحة ستة الأبعاد، وهذا الفضاء ستة الأبعاد يناظر نقطة نظرية الأوتار نظر. عندما يكون هذا الانتقال على شكل مساحة ستة الأبعاد إلى موضع جديد عند الانتقال ليست كل الأماكن في الفضاء ثلاثي الأبعاد في وقت واحد. أولا، تحدث نقطة التحول في الكون ثلاثي الأبعاد، وهذا الشكل الجديد حول خفض مستويات الطاقة لتشكيل فقاعة، فقاعة التوسع السريع. إذا لم يكن هناك حيز ثلاثي الأبعاد في التوسع، ثم هذه الفقاعة التوسع السريع سوف تحتل في نهاية المطاف كل نقطة في الكون. ومع ذلك، توسعت المنطقة القديمة أيضا، ومن المرجح أن يرتفع أسرع من فقاعة جديدة.

انتصارات الجميع: زادت المناطق القديمة والجديدة، وبالتالي فإن منطقة جديدة لن تدمر تماما المنطقة القديمة. وفقا لنظرية أينشتاين، الزمكان الهندسة الحيوية، لذلك هذا الموقف من الممكن تماما. النسبية العامة ليست لعبة محصلتها صفر: شيدت مساحة التوسع بحيث القديم وتم إنشاء فراغ الجديد مساحة أكبر. سوف تأخذ عملية مشابهة تحدث في فراغ "عمر" الجديد متى. عند بداية الاضمحلال فراغ جديد، فإنه لا تختفي تماما، ولكن ينمو داخل انخفاض الطاقة فراغ آخر، من أي وقت مضى توسيع فقاعة.

لأن المنطقة ينمو القديم، ويحدث أخيرا فراغ تسوس في مكان آخر، ولكن الانتقال إلى المشهد نظرية الأوتار في وادي قرب آخر. وسوف تستمر هذه العملية تحدث عدة مرات، وتسوس في كل السبل الممكنة، ولكن بعيدا بما فيه الكفاية بعيدا عن منطقة سوف تفقد تدفق على التعامل مع مختلف. ولذلك، فإن الكون هو من ذوي الخبرة لم تعد مجرد سلسلة من الاضمحلال واحد، ولكن من خلال كل تسلسل الممكنة، والنتيجة النهائية هي أن يكون مع مجموعة أكوان متعددة فقاعات فقاعة. هذه النتيجة ومعهد ماساتشوستس للآلان غوث (آلان غوث)، جامعة تافتس (جامعة تافتس) الكسندر فيلنكين (الكسندر فيلنكين) ونظرية لينده التضخم الأبدي هي مشابهة جدا لنتائج التي تم الحصول عليها.

اقترحنا يمكن تشبيه هذه الصورة، هناك العديد من المستكشفين لاستكشاف الصورة في كل مسار ممكن من خلال كل وادي. ويمثل كل المستكشف نقطة في الكون، لكنها لا تزال بعيدة عن بعضها البعض. يمثل كل مسار لاستكشاف الكون في سلسلة من الفراغ التي تعيشها هذه النقطة. طالما أن المستكشفين نقطة في الصورة ابتداء من هو بما فيه الكفاية العالية، في الواقع، سيتم استكشاف جميع الأودية ل. في الواقع، فإن كل وادي تكون أعلى من كل مسار ممكن خلال الأوقات ادي انهائية. لم هذا "شلال" النسب العادية فقط الى "مستوى سطح البحر" لن تتوقف - وهذا هو، عندما يصبح الوقت طاقة الفراغ السلبية. السلبية طاقة الفراغ الموافق الوقت لانهائي وهندسة الفضاء لا يسمح استمر هذا التوسع وفقاعة تشكيل. في المقابل، فإن "الانهيار الكبير" تجري جزئية، مثل عملية داخل الثقب الأسود.

في كل فقاعة هناك، القيام بتجارب على مراقب الطاقة منخفضة بما فيه الكفاية (مثلنا) سوف نرى رباعية الابعاد القوانين الفيزيائية الخاصة بهم من الكون. المشاهد لا يمكن الحصول على معلومات من خارج فقاعة، وذلك لأن المسافة بين فقاعة توسعت بسرعة أن سرعة الضوء يمكن أن لا يتفوق عليه. السبب في هذا المراقب يمكن أن يرى إلا فراغ الخاصة بهم قوانين الفيزياء المقابلة، لرؤية بعيدة بما فيه الكفاية. في رأينا، وأصل الكون لدينا (أي بداية الانفجار الكبير) ولكن بمجرد أن الانتقال إلى مكان قريب من الأحداث الأخيرة فراغ، ولكن الآن أن الفقاعة قد تضخمت لحجم بضع مئات من ملايين السنين الضوئية. يوم واحد في المستقبل البعيد (بعيد أننا يجب أن لا داعي للقلق بشأن)، وهذا جزء من الكون قد تخضع عملية الانتقال آخر.

أزمة الطاقة الكهربائية

الصورة التي وصفناها للتو لشرح المشهد نظرية الأوتار في فراغ مستقرة مختلفة هو ما يظهر في الكون في مواقع مختلفة، وبالتالي تشكيل العديد من "شبه الكون" من. هذه النتيجة قد يفسر واحدة من أكثر المشاكل الهامة في الفيزياء النظرية هي الأكثر صعوبة في حل - مشكلة الطاقة الكهربائية. يمكننا أن نقول فقط أن حجم حقا مجرد معادلات الحقل التعسفية النسبية العامة، ما يسمى ب "الثابت الكوني" لفراغ اينشتاين - تتفق مع ما يعتقد حدا لفكرة أن الكون، وقال انه كان ل في المعادلة ريغا هذا واحد. من أجل الحصول على الكون ثابت، مطلوب الثابت الكوني آينشتاين لقيمة معينة، ولكن الملاحظات في وقت لاحق أن الكون بعد التوسع، وقال انه تخلى عن هذه الفكرة.

وبمجرد الانتهاء من نظرية الحقل الكمومي، مرة واحدة فكر أن يكون خاليا من الفضاء (أي فراغ) إلى مكان حية: هنا بالكامل باستمرار الخلق والإفناء من الجسيمات الافتراضية والحقول، ولكل الجسيمات والميدان هي وجود إيجابية أو سلبية الطاقة. نظرية الحقل الكمومي على أساس البرامج بسيطة جدا حساب أن طاقة الجسيمات الافتراضية بلغت كثافة الطاقة العالية جدا: حوالي 1094 غرام لكل سنتيمتر مكعب، أي بلانك لكل وحدة التخزين (أي طول القوة الثالثة بلانك ) هناك كتلة بلانك. ونحن ندعو هذا ما يسمى كثافة الطاقة P. ويعرف هذا الحساب كما الاكثر شهرة في تاريخ التنبؤات الفيزياء خاطئ، لأن الملاحظات التجريبية قد قال منذ فترة طويلة لنا أن الفراغ يمكن أن يكون بالتأكيد لا يزيد 10-120 P. اشتعلت الفيزياء النظرية في أزمة كبيرة.

لماذا هناك فرق شاسع بين النظرية والتجربة؟ كان على مدى العقود القليلة الماضية في معرفة هذه المسألة أحد الأهداف المركزية للفيزياء النظرية، ولكن عدد لانهائي من الحلول المقترحة من قبل الفيزيائي ليست مقبولة على نطاق واسع. تفترض العديد من البرامج التي من الطاقة الكهربائية هي بدقة صفر - نظرا لأننا ترغب في الحصول على وراء العشرية لا يقل عن 120 صفر الرقمية، التي من الواضح أن افتراض معقول جدا. لذلك مهمتنا هو شرح لماذا الفيزياء يمكن الحصول صارمة على الطاقة صفر فراغ. وتقوم العديد من المحاولات على رؤية أن الطاقة الكهربائية يمكن ضبط أنفسهم إلى الصفر، ولكن لا يوجد تفسير مقنع يخبرنا كيف يحدث هذا التعديل، وماذا كانت النتائج قريبة من الصفر.

يقترح المؤلفون تفسيرا في مقال نشر في عام 2000، ونحن نستخدم الكثير من الحلول نظرية الأوتار وأهميتها الكونية، ووضعها مع جامعة تكساس في أوستن، ستيفن واينبرغ (ستيفن واينبرغ) وضعت فكرة واحدة إلى الأمام في عام 1987 جنبا إلى جنب.

وهناك عدد كبير من الحلول لنظرية الأوتار الاعتبار الأول. ويمكن رؤية طاقة الفراغ كما ارتفاع هذه الحلول في نقاط المشهد نظرية الأوتار المقابلة. يمكن المقابلة نطاق الارتفاع يكون من أعلى نقطة إلى أدنى نقطة كان P -P المقابلة. على افتراض أن ما مجموعه 10500 المناظر الطبيعية وتر من الوادي، والارتفاع بها يمكن أن يكون أي قيمة بين هذين النقيضين. إذا وضعنا هذه الحلول رسمها، ومع المحور الرأسي يمثل الارتفاع، وأن هذه الوديان في المحور الطولي فيما يتعلق متوسط الفاصلة هي 10-500P. ولذلك، فإننا سوف نرى الكثير من حل الطاقة الكهربائية بين 0 و 10-120P، على الرغم من أنها ليست سوى نادرا جزء من المجموع. توضح هذه النتيجة كيفية الحصول على قريبة جدا من الصفر طاقة الفراغ.

الفكرة ليست جديدة تماما. في وقت مبكر من عام 1984، الفيزيائي السوفياتي الراحل أندريه ساخاروف (أندريه ساخاروف) على هندستها خارج الأبعاد المقترحة قد تكون القيم المعقدة للطاقة الفراغ هو ضمن مجموعة من الملاحظات التجريبية. وقد اقترح باحثون آخرون لا يبدو عدد من نظرية الأوتار تعتمد على التفسير.

المصدر: HTTP: //news.qudong.com/article/324383_2.shtml

حتى الآن، لقد شرح تطور الكون هو المشهد سلسلة في حل مستقر لكيفية تحقيق الأغلبية الساحقة، والنتيجة هي معقدة جدا، وهناك عدد كبير من الكون فقاعة، فقاعة المقابلة طاقة الفراغ يمكن أن تتخذ على كل القيم الممكنة ( بما في ذلك تلك قريبة جدا من الصفر). ولكن المشكلة هي أن لدينا الكون الذي الفقاعة التي؟ لماذا نحن فراغ الكون يمكن أن يكون ذلك قريبا من الصفر؟ نحن هنا بحاجة إلى مساعدة من فكرة فاينبرغ. بالطبع، هناك عوامل احتمال، ولكن لأن العديد من الأماكن جود غير مناسب تماما للحياة، لذلك نحن لا "لايف" في تلك الأماكن ليس شيئا غريبا. هذا هو في الواقع مجموعة من المنطق ونحن على دراية، وكأنه رجل من غير المرجح أن تكون ولدت في القطب الجنوبي أو في خندق ماريانا، أو القمر لا يوجد الهواء. في المقابل، وجدنا أننا نعيش في هذا النظام الشمسي الصغيرة، ومناسبة لبقاء قسم الحياة. وبالمثل، سوى جزء صغير من الاستقرار فراغ هو وجود حياة لائقة. تلك مع الكون واسع نسبيا، هي المنطقة فراغ يمكن أن تكون شديدة للغاية يمكن أن يحدث تورم، مقارنة مع السوبرنوفا يمكن استخدامها ببساطة لوصف كلمة الهدوء. في حين أن المنطقة السلبية أكبر من الطاقة الكهربائية سوف تختفي بسرعة كبيرة في انهيار الكوني. إذا فقاعات حيث أننا 10-118P فراغ أكبر من الطاقة من أو أقل من -10-120P، ونحن لن يكون من الممكن، تماما كما نفعل لا وجود مرتفعة جدا في درجة الحرارة على كوكب الزهرة أو المشتري خطورة بكثير. وغالبا ما يشار إليها باسم هذا المنطق الانثروبي (إنسي) من حيث المبدأ .

سلسلة ادي نظرية المشهد في (المدى التصاعدي أو التنازلي من مستوى سطح البحر لا يتجاوز قطرها الإنسان الشعر) كبيرة داخل النطاق المناسب. حيث أن وجود حياتنا في هذه الطريقة، حيث أننا يمكن أن تكون صغيرة جدا فراغ فقاعات فإنه ليس من المستغرب. لكننا أيضا لم يكن لديك أي سبب لتوقع أن يحدث هو أن يكون صفرا. معلومات عن 10380 نوع من الفراغ في مجموعة مناسبة، ولكن فقط جزء صغير جدا من الطاقة صفر فراغ ستكون بدقة. إذا كان توزيع فراغ عشوائي تماما، ثم 90 من توزيع فراغ ضمن هذا النطاق 0.1x10-118 على الطاقة 1x10-118P. حتى إذا كان المشهد نظرية الأوتار هذه الصورة هو الصحيح، يجب أن نلاحظ غير صفرية طاقة الفراغ، ولكن قيمته ومن المرجح أن يكون أصغر بكثير من 10-118P.

وتشير الملاحظات من النجوم المتفجرة البعيدة أن الكون المرصود يتسارع التوسع - وهذا هو واحد من أكثر تاريخ صدمة اكتشاف الفيزياء التجريبية أدلة المهم أن كوننا لديه طاقة الفراغ إيجابية. يمكن استنتاجها تسريع معدل توسع الكون من قيمة الطاقة الكهربائية حوالي 10-120P-- هذه القيمة بما فيه الكفاية صغيرة تجارب أخرى لا يمكن الكشف عنها، ولكن بما فيه الكفاية كبيرة لتتوافق مع شرح مبدأ الإنسي.

لذلك، يبدو أن نظرية الأوتار الصورة لحل فيزياء الطاقة الكهربائية الأزمة، ولكن لديه هذا التفسير أيضا بعض الآثار المزعجة. سأل أينشتاين، هل هناك مجال للاختيار الله في ذلك الوقت من خلق الكون، أو أن قوانين الكون تم تحديد تماما من قبل عدد من المبادئ الأساسية . كما الفيزيائيين، يمكننا أن نتوقع الحالة الأخيرة. في حين أننا ما زلنا لا نفهم تماما الأساس المنطقي وراء نظرية الأوتار، ولكن يبدو أن هذه المبادئ يتم تحديد بالكامل ولا مفر منه - لأن الرياضيات وراء ذلك لا يسمح لنا أي خيار. ومع ذلك، فإن قوانين الفيزياء في هذا العالم الذي لا يمكن أن نرى المنطق، ولكن على هندسة خارج الأبعاد من عدد لا يحصى من الخيارات. ما نراه ليس بالضرورة كل ما هو، فإنه يعتمد فقط على حقيقة أننا نعيش في فقاعة على وجه الخصوص.

بالإضافة إلى طبيعي يعطي صغيرة ولكنها غير صفرية طاقة الفراغ، نظرية الأوتار المشهد يمكن أن توفر نبوءات أخرى ذلك؟ للإجابة على هذا السؤال، علينا أن توزيع الطاقة الكهربائية الحصول على فهم أفضل، وهذا هو ينطوي على الأبحاث المتطورة عددا من منطقة شعبية جدا. ليس ذلك فحسب، وفي الوقت الحاضر نحن لم تكن قادرة على العثور على فراغ محددة مستقرة، فإنه من قوانين الفيزياء ولدينا أربع الأبعاد الزمكان في عينه . بشكل عام، ومجال المشهد نظرية الأوتار في الأساس لا يزال ليس في كيفية أن تستكشف. بشأن هذه المسألة، تجربة فيزيائية قد تعطينا المساعدة. ربما في يوم واحد، يمكننا أن نرى السلاسل، والثقوب السوداء أو نظرية Kaluza-كلاين في الجسيمات الجديدة مباشرة على دواسة البنزين، وقوانين الفيزياء من أجل مباشرة رؤية عالية الأبعاد. ربما يمكننا مباشرة من خلال الأرصاد الفلكية، انظر الحبل على المقاييس الكونية، من المرجح أن تبدأ خلال الانفجار الكبير تم إنشاؤه، مع توسع الكون قد تصبح كبيرة السلاسل.

هذا يعطينا صورة كاملة هي في الواقع غير مؤكد جدا. ليس لدينا نظرية النسبية العامة يمكن أن تكون قابلة للمقارنة ودقيقة وكاملة نظام نظرية الأوتار. النسبية العامة وقد بنيت على مبادئ الفيزياء تم مفهومة تماما من المعادلة الدقيقة، وبالنسبة للنظرية الأوتار، في الوقت الحاضر نحن لا نعرف بالضبط معادلة لها، وهناك قد لا يكون تم اكتشاف بعض المفاهيم الفيزيائية الهامة. إذا كنت تعرف هذه، نحن هنا نتحدث عن المشهد نظرية الأوتار، بما في ذلك آلية تشكيل فقاعات، قد تغير تماما، أو حتى انقلبت. في التجربة، من نتائج نقطة علوم الكون ملاحظتها للعرض، غير صفرية طاقة الفراغ يكاد يكون استنتاج واضح، ولكننا نعرف أيضا أن علم الكونيات البيانات "متقلب"، لذلك ربما سيكون هناك غرابة الاكتشاف الجديد. بالطبع، قد نظريات أخرى أيضا شرح صغيرة جدا ولكن غير صفرية الطاقة الكهربائية، والآن تبحث توقف، على ما يبدو سابقا لأوانه. ولكن مرة أخرى، ونحن لا يمكن أن يستبعد تماما صورة المشهد سلسلة - ربما ينبغي لنا أن يعيش حقا في عالم غني ومتنوع من الزاوية الحية.

مؤلف رافائيل وتر التصرف وجوزيف بوير كينسكي هذه المادة مرة واحدة حول بدأت نظرية الأوتار المزدوجة الندوة التي ستعقد في سانتا باربرا. بالاشتراك مع وتر التصرف المعرفة في علم الكونيات التضخمية والمعرفة الثقالة الكمومية وبول كينسكي من حيث نظرية الأوتار. وكان وتر التصرف وهو أستاذ مساعد في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، واهتماماته البحثية هي الثلاثية الأبعاد مبدأ هندسة الزمكان ومعلومات الاتصال. وكان بول كينسكي أستاذ في معهد الفيزياء النظرية، جامعة سانتا باربرا Kavli كاليفورنيا، واكتشفت لأول مرة على أهمية الفيلم في نظرية الأوتار.

هذه المقالة مترجمة هو تشونغ هو باحث مشارك في معهد الفيزياء النظرية، الاكاديمية الصينية للعلوم، واتجاهات رئيسية للبحث عن نظرية الحقل الكمومي، نظرية الأوتار، والفيزياء الرياضية.

هذه المقالة من عدد الجمهور قناة الصغرى "الدوائر العلمية" (ID: keyanquan) طبع بإذن

مستنسخة الرجاء الاتصال ب keyanquan@huanqiukexue.com

المحرر: خبز

المواد الشعبية الأخيرة TOP10

انقر على العنوان لعرض