日本物理学家创建模拟宇宙大爆炸理论

日本物理学家创造了一个弦理论模型来模拟宇宙的诞生。在他们的模型中，大爆炸是一个“对称破裂事件”——波动导致三维空间从弦理论中的其他六个维度脱离，然后迅速膨胀形成一个在宇宙中可见的三维结构。弦理论认为基本粒子是振动的线段(即“弦”)，而不是没有维度的“点”。为了使计算有效，弦理论需要10个维度:9个空间维度和1个时间维度。弦论者说，我们的宇宙似乎只有三个空间维度，因为其他六个维度卷成一个难以察觉的卡拉比-希尔流形，只有10到负33厘米。像弦理论的其他方面一样，目前没有可行的实验来证明卡拉比-希尔流形的存在，从而证明宇宙确实有一个九维空间结构。即使可以证明，物理学家也无法理解为什么其中三个维度非常大，而另外六个维度非常小。然而，弦理论框架是令人信服的，因为它恰当地解释了宇宙中我们看不见的大部分情况，从电磁学到引力到黑洞热力学。大阪大学的金湘仪、KEK的西村masuhito和静冈大学的touma的最新研究结果表明，弦理论似乎解释了宇宙的起源及其明显的三维结构。西村告诉记者，“我们能够看到三个方向在某个时间点是如何开始扩张的。”。为了计算，物理学家使用了一种叫做IIB矩阵的弦理论方法。矩阵的元素可以用数学方法结合起来，模拟这些弦如何相互作用形成今天的宇宙。研究人员说，量子波动会导致自发的对称性破坏。西村在研究报告中写道:“时空关系存在一些不确定性...我们的一个重要发现是，时空关系的这种量子性质确实有利于三个空间方向的扩展，而不是任何其他情况。至于量子时空关系如何演变成我们现在所感知的经典时空关系，这是我们打算在不久的将来解决的一个重要问题。”根据弦理论，为了探索宇宙的演化等问题，研究人员必须在膨胀开始之前探索一个时间窗口。西村指出:“我们现在正在这样做。”每周一期的《物理评论通讯》将发表一篇论文，详细介绍这一最新研究成果。