Почему Вселенная трехмерна? Японцы дают ответ

Японские физики-теоретики впервые использовали теорию струн для того, чтобы понять, почему наша Вселенная имеет только три пространственных измерения, а не девять или десять, как того требует постулат.

Теория струн, которую иногда называют потенциальной "Общей теорией всего", относится к разделу физики. Каждая частица в ней описывается не как точка, а как вибрирующая струна. С ее помощью ученые стараются объединить материю и все известные виды взаимодействия. Именно из нее вытекает, что Вселенная должна иметь девять или десять пространственных измерений. До сих пор физики выходили из положения, заявляя, что в момент Большого Взрыва шесть (или, соответственно, семь) "недостающих" измерений катастрофически свернулись в спиральки планковской длины 10^-33 см, а оставшиеся три каким-то образом этот катаклизм пережили.

Однако не все так просто. Как утверждает Джун Нишимура из Организации исследований ускорителей высоких энергий (КЕК), есть много путей получить четырехмерное пространство-время из десятимерного, но разные пути приводят к разной физике. Иначе говоря, сказав про планковские спиральки, физики на самом деле не сказали ничего.

Проблема заключалась в том, что ученые проверяли все эти пути, пользуясь так называемой теорией пертурбаций, а она могла хорошо работать только для миров, где частицы-струны взаимодействуют между собой очень слабо. Чтобы обойти это препятствие, японские физики переформулировали эту теорию на язык матриц (таблиц), после чего смогли обсчитать ее на компьютере. Затратив много месяцев суперкомпьютерного времени, они выяснили, что из всех возможных путей превращения десятимерного пространства-времени в четырехмерное, физически реален лишь один (десятое пространственное измерение появляется в одной из модификаций теории струн, в данном случае оно не учитывалось). У них получилось, что в момент Большого Взрыва пространство было совершенно симметричным, девятимерным, каждое из измерений по размеру укладывалось в планковскую длину 10^-33 см. По прошествии какого-то времени взаимодействия струн спонтанно сломали эту симметрию, позволив трем измерениям расширяться, а остальные шесть "заморозив" на прежнем уровне планковской длины.

Читайте на CNews
Исследуем экзопланеты: как могут жить чужие?
Найдены антитела против раковых метастаз
Прощай, кремний: электроника перейдет на молибден