초기 우주는 단지 하나의 공간 차원을 가졌습니까? 그것은 버팔로 대학의 물리학 자 데얀 스토 코 비치 (Dejan Stojkovic)와 2010 년 동료들이 제안한 이론의 중심에있는 마음을 사로 잡는 개념입니다. 2 차원 (평면과 같은)을 포함하도록 확장 한 다음 3 차원 (오늘 사는 세상과 같은)으로 확장하기 전에 1 차원 (직선과 같은).
이론은 유효하다면 입자 물리학의 중요한 문제를 다룰 것입니다.
이제 Stojkovic과 Loyola Marymount University 물리학자인 조나스 무 레이카 (Jonas Mureika)는 Physical Review Letters의 새로운 논문에서“소멸 치수”가설을 입증하거나 반증 할 수있는 테스트에 대해 설명합니다.
빛과 다른 파도가 지구로 이동하는 데 시간이 걸리기 때문에 우주로 향하는 망원경은 본질적으로 우주의 바깥 쪽을 조사 할 때 시간을 되돌아 볼 수 있습니다.
1 차원 또는 2 차원 공간에는 중력파가 존재할 수 없습니다. Stojkovic과 Mureika는 국제 중력 관측소 인 LISA (Laser Interferometer Space Antenna)가 초기 우주의 저 차원 신기원에서 나오는 중력파를 감지하지 않아야한다고 추론했다.
물리학과 조교수 인 스토 코 비치 (Stojkovic)는 진화하는 차원의 이론은 우주에 대한 우리의 우주가 어떻게 생겼는지에 대한 우리의 사고 방식에서 근본적인 변화를 나타낸다고 말합니다.
핵심 아이디어는 공간의 크기가 측정하는 공간의 크기에 따라 달라지며 공간이 작을수록 치수가 작다는 것입니다. 즉, 우주가 계속 확장됨에 따라 4 차원이 아직 열리지 않았다면 열릴 것입니다.
이 이론은 또한 초기 빅뱅 우주와 관련된 매우 높은 에너지에서 공간의 크기가 더 작다는 것을 제안한다.
Stojkovic과 그의 동료가 옳다면, 다음을 포함하여 표준 입자 물리학 모델의 근본적인 문제를 해결하는 데 도움이 될 것입니다.
양자 역학과 일반 상대성 이론의 비 호환성. 양자 역학과 일반 상대성 이론은 우주의 물리학을 설명하는 수학적 프레임 워크입니다. 양자 역학은 우주를 매우 작은 규모로 묘사하는 데 능숙하고 상대성 이론은 우주를 대규모로 묘사하는 데 능숙합니다. 현재 두 이론은 양립 할 수없는 것으로 간주됩니다. 그러나 가장 작은 차원에서 우주의 차원이 더 작 으면 두 프레임 워크 사이의 수학적 불일치가 사라질 것입니다.
물리학 자들은 우주의 팽창이 가속화되고 있으며, 이유를 모릅니다. 우주가 성장함에 따라 새로운 차원의 추가는 이러한 가속을 설명 할 것입니다. (Stojkovic는 4 차원이 이미 대규모의 우주적 규모로 개방되었을 수 있다고 말한다.)
입자 물리학의 표준 모델은 iggs 스 보손 (Higgs boson)이라고 불리는 아직 알려지지 않은 기본 입자의 존재를 예측합니다. 그러나 표준 모델의 방정식이 실제 세계에서 관측 된 물리학을 정확하게 설명하기 위해, 연구원들은 고 에너지에서 발생하는 입자들 사이의 상호 작용을 위해 Higgs boson의 질량을 인위적으로 조정해야합니다. 고 에너지에서 공간의 크기가 적 으면 이런 종류의 "튜닝"이 필요하지 않습니다.
스토 코빅은“우리가 제안하는 것은 패러다임의 변화이다. "물리학 자들은 10 년, 20 년, 30 년 동안 같은 문제로 어려움을 겪어 왔으며 기존 아이디어의 직접적인 확장은 그것들을 해결하지 못할 것입니다."
"우리의 아이디어에 체계적인 문제가있을 가능성을 고려해야한다"고 그는 덧붙였다. "우리에게는 급진적이고 새로운 것이 필요하며 이것은 급진적이고 새로운 것입니다."
LISA의 계획된 배치는 여전히 몇 년이 걸리기 때문에 Stojkovic와 그의 동료들이 이러한 방식으로 아이디어를 테스트하기까지는 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다.
그러나 일부 실험적 증거는 이미 저 차원 공간의 존재 가능성을 지적합니다.
특히 과학자들은 초기 우주와 관련된 높은 에너지의 종류 인 1 테라 전자 볼트를 초과하는 에너지를 가진 우주 광선 입자의 주요 에너지 플럭스가 2 차원 평면을 따라 정렬되어 있음을 관찰했습니다.
“소실 치수”이론에서 제안한 것처럼 고 에너지가 저 차원 공간과 일치하는 경우 유럽의 Large Hadron Collider 입자 가속기를 사용하는 연구자들은 그러한 에너지에서 평면 산란을 볼 수 있어야합니다.
스토 코비 치는 이러한 사건을 관찰하는 것은“우리의 제안 된 아이디어에 대한 매우 흥미롭고 독립적 인 시험”이 될 것이라고 말했다.
출처 : EurekAlert, Physical Review Letters.
