Наше деловое партнерство www.banwar.org

Вузли силових трубок, пов'язані кварки і антикварки, стійкі тільки в тривимірному просторі.

Наступного разу, коли ви зіткнетеся з заплутаною вузлами мотузкою, дротом або пряжею, задумайтеся над цим, так як це і є природний процес, який допоможе пояснити тривимірну природу Всесвіту і то як вона сформувалася. Міжнародна команда фізиків знайшла пояснення тривимірного існування Всесвіту (без урахування тимчасової координати), так як такий вони її вважають більш стабільною і довговічною.

Міжнародна команда фізиків розробила теорію про те, що незабаром після того, як виникла 13,8 мільярда років тому Всесвіт (до стадії інфляційного розширення), вона являла собою мережу щільно заузленних і пов'язаних між собою силових трубок з гнучкої нитки енергії. Ідея дає точні пояснення, чому ми живемо в тривимірному світі і описана в роботі під назвою «Інфляційні узловатости і розмірність простору-часу».

Тривимірність Всесвіту ними пояснюється тим, що вузли силових трубок, пов'язані кварки і антикварки, стійкі тільки в тривимірному просторі. Ця конструкція з трубок, що пронизує Всесвіт з більш високим числом просторових вимірів, просто не могла б проіснувати тривалий період часу.

Питання про те, чому Всесвіт має саме три просторових виміри, є найглибшою головоломкою в космології і насправді лише час від часу розглядається науковою літературою.

Для того, щоб знайти собі нову рішення цієї головоломки п'ятеро співавторів, професора фізики - Arjun Berera з Единбурзького університету, одного з найстаріших вузів Шотландії, Roman Buniy з Чепменского університету, приватний університет в м Оріндж, Каліфорнія (США), Heinrich P? S з технічного університету Дортмунда, Jo? o Rosa з португальського університету Авейру і Thomas Kephart з приватного дослідницького університету Вандербільта в Нашвілле, штат Теннессі (США) - взяли загальний елемент зі стандартної моделі фізики частинок і змішали його з базовою теорією вузлів, чт оби провести новий сценарій, який не тільки зможе пояснити переважання трьох вимірів, але і забезпечить природне джерело енергії для інфляційного зростання сплеску, який, на думку більшості космологів, пройшов у Всесвіті за мікросекунди після того, як вона почала існувати.

Головним елементом, на який фізики спираються, є «силова трубка», що складається з кварків, елементарних частинок, складових протони і нейтрони, утримувані разом іншим типом елементарних частинок, званих глюонів, який «склеює» кварки разом. Глюони в з'єднанні з позитивними кварками протистоять негативним антикварки з гнучкими нитками енергії, в так званій силовий трубці. З'єднання між частинками розриваються, силова трубка стає довшим, поки не досягне точки зламу. Коли це відбувається, вивільняється достатню кількість енергії для формування другої кварк-антикваркових пари, яка розщеплюється і зв'язується з оригінальними частинками, виробляючи дві пари пов'язаних частинок. (Процес аналогічний для різання смугового магніту навпіл, щоб зробити два маленьких магніту з північним і південним полюсами.)

Спілкуючись під час дискусії на семінарі, групу заінтригувала можливість того, що силові трубки могли зіграти ключову роль в первісному формуванні Всесвіту. Згідно сучасним теоріям, коли Всесвіт була створена, вона спочатку була заповнена перегрітої і електрично зарядженою рідиною, званої кварк-глюонної плазмою, яка складалася із суміші кварків і глюонів. Вчені розібралися, що більш висока енергетична версія кварк-глюонної плазми була б ідеальним середовищем для формування силових трубок в самій ранній Всесвіту. Велика кількість пар кварків і антикварків, мимовільно створюваних і знищуються, створило б урівноваження силових трубок. Зазвичай силова трубка, що з'єднує кварк і антикварк, зникає, коли дві частинки вступають в контакт і самознищується, але бувають винятки.

Якщо трубка приймає форму вузла, наприклад, то вона стає стабільною і може пережити ті частинки, які її створили. Якщо одна з частинок простежує шлях перевантажувального вузла, наприклад, то його трубка потоку утворює тришаровий вузол. В результаті узелковая трубка буде існувати і після того, як частинки, які вона пов'язує, знищать один одного.

Стабільний потік силовий трубки створюється, коли дві або більше силові трубки стають взаємопов'язаними. Таким чином, весь всесвіт могла б наповнитися тісному мережею силових трубок, припустили автори дослідження. Потім, коли вони підрахували, скільки енергії може містити така мережа, вони були приємно здивовані, виявивши, що цього було достатньо, щоб привести в дію ранній період космічної інфляції.

З моменту появи ідеї космічної інфляції на початку 1980-х років космологи в цілому прийняли припущення про те, що рання Всесвіт пережила період, коли вона розширювалася від розміру протона до великих розмірів менше ніж за трильйон секунд.

Самою відмітною характеристикою їх теорії є те, що вона дає природне пояснення тривимірному світу. Існує ряд теорій вищих розмірів, таких як теорія струн, які візуалізують всесвіт як має дев'ять або десять просторових вимірів. Як правило, їх прихильники пояснюють, що ці вищі розміри приховані від зору той чи інший спосіб.