Вчені створили модель Всесвіту на основі теорії суперструн

Группа з трьох дослідників вперше продемонструвала те, як в нашому Всесвіті утворилося 3 просторових вимірів з десяти, дев'ять з яких ставилися до простору, а одне на часі. Результати були отримані шляхом моделювання на суперкомп'ютері.

В теорії суперструн, яку називають "теорією всього", всі елементарні частинки складаються з струн, а їх відмінності обумовлені характером коливань цих дуже маленьких струн. Один з видів коливань струн створює частинку, яка несе гравітацію, що дозволяє розширити теорію відносності аж до масштабів елементарних частинок.

Теорія суперструн пророкує існування дев'яти просторових вимірів. Виникає питання про те, як це узгоджується з тим, що ми спостерігаємо тільки 3 виміри простору.

Группа з трьох дослідників досягла успіху у створенні моделі народження Всесвіту на суперкомп'ютері, із застосуванням розрахунків теорії суперструн. Їм вдалося продемонструвати, що спочатку у Всесвіті було 9 просторових вимірів, але тільки 3 з них зазнали розширення в якійсь точці часу.

Ета робота буде опублікована в Physical Review Letters.

В своєму дослідженні команда розробила метод обчислення великих матриць для відстеження взаємодії струн. Їм вдалося обчислити, як 9 вимірів простору видозмінюються з часом. Вони простежили, як відбувається зміна дев'яти вимірювань по ходу розвитку Всесвіту.

Еслі повернутися в минуле, то в якийсь момент часу простір дійсно мало дев'ять вимірювань. Але в якийсь момент, тільки три з них стали швидко розширюватися. Отримані результати вперше продемонстрували, що звичне для нас тривимірний простір, спочатку складалося з дев'яти вимірювань, як і передбачає теорія суперструн.

Прошло майже 40 років з того моменту, коли теорія суперструн була запропонована як теорії всього, що дозволило розширити загальну теорію відносності до масштабів елементарних частинок. Тим не менше, її достовірність і практична користь залишалися неясними через складнощі з твором на її основі обчислень. Дане дослідження, в ході якого було отримано рішення загадки вимірів простору-часу, є сильним аргументом на користь того, що теорія достовірна.

Более того, поява нового методу проведення аналізу теорії суперструн із застосуванням комп'ютерів, відкриває нові можливості для застосування цієї теорії у вирішенні різних проблем. Приміром, тепер стане можливим дати теоретичне обгрунтування інфляційного розширення Всесвіту на ранній стадії її розвитку, а також поточним її розширення, за відкриття якого була видана Нобелівська премія з фізики цього року. Очікується, що подальший розвиток теорії суперструн, буде відігравати важливу роль у вирішенні багатьох загадок у фізиці часток. У тому числі таких як існування темної матерії і бозона Хіггса.

Орігінал (на англ. Мовою): Physorg

• Hayabusa2 передал снимки редкого астероида Торифуне
• Странный сигнал LIGO может указать на связь между черными дырами и темной материей
• У черных дыр могут рождаться миллионы планет
• SpaceX вывела на орбиту еще 24 спутника Starlink
• Учёные хотят отправить на Марс робота-шар с «дронами-одуванчиками» для исследования скрытых тоннелей
• Учёные решили сложную задачу для миссий к астероидам: космические аппараты смогут эффективнее «прыгать» от объекта к объекту
• Спутниковые мегасозвездия могут стать «нерегулируемым геоинженерным экспериментом»
• Учёные обнаружили гигантскую вращающуюся структуру во Вселенной: космическую нить длиной 50 миллионов световых лет