Согласно новой теории, предложенной профессором Эдинбургского университета Архуном Берерой и коллегами, вскоре после того, как появилась Вселенная, это было заполнено ‘узлами’, сформированными из гибких берегов энергии, названной трубами потока, которые соединяют элементарные частицы.Это – графическое формирование изображения узлов трубы потока в ранней Вселенной. Кредит изображения: Кит Вуд, Университет Вандербилт.“Хотя вопросом того, почему у нашей Вселенной есть точно три (больших) пространственных размеров, является одна из самых глубоких загадок в космологии, это на самом деле только иногда обращается в научной литературе”, профессор Берера и создает в соавторстве, сказал.
Чтобы найти ответ на этот вопрос, они взяли общий элемент из Стандартной Модели физики элементарных частиц и смешали его с небольшой основной теорией узла составить новый сценарий, который не только может объяснить господство трех измерений, но также и обеспечивает естественный источник энергии для инфляционного скачка роста, что большинство космологов полагает, что Вселенная прошла спустя микросекунды после того, как он ворвался в существование.“Общий элемент, который мы одолжили, является ‘трубой потока’, состоявшей из кварка, элементарные частицы, которые составляют протоны и нейтроны, скрепляемые другим типом элементарной частицы, названной глюоном, который ‘склеивает’ кварк”, объяснили они.“Глюоны связывают положительный кварк с соответствием отрицательным антикваркам с гибкими берегами энергии, названной трубами потока”.
“Поскольку связанные частицы разделены, труба потока становится более длинной, пока она не достигает точки, где она ломается. Когда это делает, это выпускает достаточно энергии сформироваться, второй антикварк кварка разделяют на пары, который разделяет и связывает с оригинальными частицами, производя две пары связанных частиц”.“Мы взяли известное явление трубы потока и пнули его до более высокого энергетического уровня”, сказал профессор Университета Вандербилт Томас Кефарт.Согласно текущим теориям, когда Вселенная была создана, это было первоначально заполнено перегретым исконным супом, названным плазмой глюона кварка.
Это состояло из смеси кварка и глюонов.Физики поняли, что более высокая энергетическая версия плазмы глюона кварка будет идеальной средой для формирования трубы потока в очень ранней Вселенной. Большие количества пар кварка и антикварков, спонтанно создаваемых и уничтоженных, создали бы несметные числа труб потока.Обычно, труба потока, которая связывает кварк и антикварк, исчезает, когда эти две частицы входят в контакт и самоуничтожают, но есть исключения.
Если труба принимает форму узла, например, то это становится стабильным и может пережить частицы, которые создали его. Если одна из частиц проследит путь сверху вниз узел, например, то его труба потока сформирует узел трилистника.В результате затруднительная труба продолжит существовать, даже после того, как частицы, которые она связывает, уничтожают друг друга.
Стабильные трубы потока также созданы, когда две или больше трубы потока становятся связанными. Самый простой пример – связь Гопфа, которая состоит из двух связанных кругов.Этим способом вся Вселенная, возможно, заполнилась трудной сетью труб потока.
Затем когда исследователи вычислили, сколько энергии такая сеть могла бы содержать, они были удивлены обнаружить, что было достаточно привести ранний период в действие космической инфляции.Так как идея космической инфляции была введена в начале 1980-х, космологи имеют общепринятый суждение, что ранняя Вселенная прошла период, когда это расширилось от размера протона к размеру грейпфрута за меньше чем одну триллионную секунды.
Этот период гиперрасширения решает две важных проблемы в космологии. Это может объяснить наблюдения, что пространство и более плоское и более гладкое, чем астрофизики думают, что это должно быть. Несмотря на эти преимущества, принятию теории препятствовали, потому что соответствующий источник энергии не был определен.
“Не только делает нашу сеть трубы потока, обеспечивают, энергия должна была стимулировать инфляцию, это также объясняет, почему это остановилось так резко”, сказал профессор Кефарт.“Поскольку Вселенная начала расширяться, сеть трубы потока начала распадаться и в конечном счете разбилась, устранив источник энергии, который приводил расширение в действие”.
Когда сеть сломалась, она заполнила Вселенную газом субатомных частиц и радиации, позволив эволюции Вселенной продолжиться вдоль линий, которые были ранее определены.Самая отличительная особенность новой теории – то, что она дает естественное объяснение трехмерного мира.Следующий шаг для авторов должен разработать их теорию, пока это не делает некоторые предсказания о природе Вселенной, которая может быть проверена.
Детали исследования будут изданы в европейском Физическом Журнале C, но были изданы на arXiv.org загодя.