Olabilir mi kumaş, uzay-zaman ile kusurları?

En büyük ders Einstein'ın genel görelilik oluşur, boşluk kendisi düz değil, değişmez ve mutlak varlık. Bu соткано birlikte zamanla bir kumaş: uzay-zaman. Bu kumaş, sürekli, düzgün ve eğri olur ve deforme varlığında madde ve enerji. Tüm varolan bu uzay-zaman hareket yollar, tanımlı bir eğrilik uzay-zaman ve hareket sınırlı, hafif rüzgar rüzgar ışık. Ama eğer, istediğiniz kumaş kusurları? Bu bilim kurgu değil, gerçekten varolan bir fikri, teorik fizik. Onunla ilgili yüksek enerjili emanetler gibi, etki alanı duvar, kozmik sicim ve kutuplar. Ethan Siegel ile Medium.com ortaya bir soru cevap nasıl olabilir, onların kökeni, özellikleri ve nasıl onlar bir arada normal bir Evren.

Almak arızalı silindiri çıkarıp bir Evren nasıl ortaya çıktı, matematiksel olarak çok zor değil.

Yerçekimi davranış Dünya'nın yörüngesinde nedeniyle görünmez yerçekimi çekimiyle ve daha iyi açıklamaktadır Toprak, serbest düşen üzerinden kavisli bir boşluk varlığında Güneş. Bu durumda bile, eğrilik alanı çok küçük ve onunla yok olacak bir kusur

Hayal etmeye Çalışın alanı mümkün olduğunca iyi. Neye benziyordu? Olup boş, pürüzsüz ve çoğunlukla homojen? Sen de sanıyorsun ki tek bir sapma, bu durum ile ilgili olacak, varlığı kütle ve enerji quanta? Bu iyi bir yaklaşım, genellikle bir insan fizik. Büyük ölçekli bir alanı temsil edecek üç boyutlu bir ızgara, sadece gelişimsel engelli olan küçük bölgelere kayma, eğrilik küçük miktarları verilirken, yerçekimi kuvveti biz iyi biliyoruz. Uzay böyle bir yapılandırma mümkün olacak en küçük enerji.

Kumaş, uzay-zaman ile dalgalanan ve deformiteleri nedeniyle kitle. Bildiğimiz kadarıyla, uzay hiç mantıklı değil sırf kendini değil, yazdırılabilir yüzüne

Ama nasıl heyecan durumları? Ya da diğer? İçin daha kolay oldu, hadi çıkarın iki boyutta ve bırakalım bir çizgi. Çizgi olabilir, doğrudan, açık ve sonsuz, ya da bir kapalı devre gibi bir döngü. Her iki durumda da, onlar hatları mümkün en düşük enerji. Nasıl olurdu durum, yüksek enerji? Düşünün ne almak için onun çizgi ve подвешиваете onu münafık. Şimdi buna ek olarak, bazı dize bir düğüm, sanki зашнуровываете danteller. Teli olmadan düğüm teşkil edecek boyutlu uzayı mümkün en düşük enerji; teli ile tek bir düğümü temsil edecek boyutlu uzay ilk uyarılmış durum. Bu düğüm, 0-boyutlu topolojik olduğunu bir kusur.

Şimdi sen-ebilmek yapmak ile ilginç şeyler içeren düğüm çizgisi. Sen-ebilmek bağlamak için başka bir siteye tam olarak aynı elde iki topolojik kusur bir yerine. Ama eğer завяжете düğümü ters yönde (yani bunu aynı döngü, ama aksi takdirde koyun uçları criss-cross, önce atmak ve sıkın), bu düğüm olacak топологически zıt orijinal sitesine. Eğer çok dikkatli bir şekilde hizalayın ve her iki узелка (orijinal ve tam tersi) çıkar ki, onlar açığa birbirlerine ve geri hattı düşük enerji durumu.

İki türü bu нульмерных etkileri — düğüm ve антиузел — si olmak fiziksel bir benzetme bizim Evren: manyetik monopoli. Düğüm karşılık tek başına olan bir kuzey manyetik kutbu; антиузел — tek başına güney manyetik kutbu. Eğer hizalayın ve onları imha edilir, nasıl madde ve bulunuyor, ve geri kumaş, uzay-zaman içinde düşük enerji durumu. Çünkü, monopoli bu sadece bir nokta parçacıklar, onlar gibi davranmak, normal bir madde değil, çok farklı kutuplar bir elektrik (pozitif ve negatif elektrik yüklerinin), bizim Evren.

Kavram manyetik монополя, испускающего manyetik alan çizgileri ile aynı, tek başına bir elektrik yükü испускал ... çizgileri elektrik alanı

Peki, dönelim bizim üç boyutlu bir Evren. Artık hayal değil, sadece noktasal kusurlar, ama высокоразмерные hataları:

• Kozmik dizeleri: ne zaman одномерная hattı bir şekilde yayılıyor tüm gözlenen Evreni
• Etki alanı duvar: iki boyutlu bir düzlem, farklı özelliklere sahip bir taraftan diğer tarafa geçer Evreni
• Uzay doku: zaman alanı üç boyutlu uzay bükülmüş siteler

Elimizde mevcuttur monopoli (0-boyutlu), dizeleri (1-boyutlu), duvar (2 boyutlu) ve doku (3 boyutlu) — her türlü kusurları kaynaklanan farklı mekanizmaları bir sınıf: simetri bozulur.

arasındaki Farklar Alemlerin, bir altında oluşturulan standart космологией (solda) ve bir oluşturulan önemli bir ağ topolojik kusurlar (sağda) vermek, çeşitli büyük ölçekli yapısı. Bizim gözlem yeterli ekarte etmek için kozmik dizeleri ve etki alanı duvar gibi baskın bileşeni modern Evren

Simetri İhlali ciddi bir iştir fizik. Her varolan simetri karşılık kaydedilen en büyük, bu nedenle, varsa, simetri bozulur, bu değer artık kaydedilir. Üretebilir monopoli, kırma küresel simetri; üretebilir dizeleri kırma, köşe veya silindirik simetri; ihlali aynı ayrıksimetri oluşturabilir alan duvar. Diğer kusurlar biraz daha zor bulmak, ama onlar sık sık devreye girer geldiğinde komut dosyası ek размерностями. Ama ilk üç — özellikle monopoli, kozmik dizeleri ve etki alanı duvar — özel ilgi kozmoloji.

Biz biliyoruz ki, Standart model tüm sınırlı değildir ve pek çok devam filmi ve eklemeler olabilir meraklı gözlenen etkileri. Bunlardan biri — bu bir fikir, Büyük bir dernek, ne zaman, elektromanyetik, zayıf ve güçlü nükleer kuvvet bir araya yüksek enerjilerde. Fikir birleştirme amacı, her üç güç, Standart model ve hatta belki de yerçekimi yüksek enerjilerde olabilirdi birleştirmek tek bir yapıda. Bu sadece bir neden ortaya yeni parçacıklar ve etkileşimleri, ancak etkin ve görünür manyetik монополям. Hiçbir manyetik kutuplar gözlemlenebilir Evrenin genellikle söz bir kanıtı olarak kozmik enflasyon ve Evren asla yeterince sıcak sonra, sonu enflasyon kurtarmak için simetri Teorileri Büyük birleştirme.

Eğer simetri sağlayan Büyük birleşmesi, bozulamaz, ortaya çıktı ... büyük miktarda manyetik kutuplar. Ama bizim Evrende yok; olsaydı, kozmik enflasyon vardı sonra bu simetri kaybettik, en azından bir monopol zorunda kalmak içinde gözlemlenebilir Evren

Kozmik dizeleri ve etki alanı duvar görünebilir bir faz geçişleri, eğer gerçekten var, bittikten kısa bir süre sonra enflasyon. Olabilir bazı son derece yüksek enerjili simetri, eğitimli önceki zamanlarda, ihlal olduğu ortaya benzer kusurlar. Kozmik dizeleri ve etki alanı duvar — bir veya bütün ağ zorunda bırakacaktı imzası büyük ölçekli Evrenin yapısı, doku zorunda kalacak gibi görünüyor CMB, monopoli — oluşturulması sırasında doğrudan deneyler. Bazı fizik gelin manyetik monopol, açık 14 şubat 1982, kanıtı olarak kozmik enflasyon: bir monopol gözlemlenebilir Evren ve biz onu gördük!

1982 yılında bir deney gözetiminde Бласа Кабреры, silahlı sekiz dönüşler tel, tescil değişiklik, akış sekiz магнетонов: endikasyonları gösteren manyetik monopol. Ne yazık ki, anda algılama yakınında kimse yoktu ve hiç kimse yeniden bir sonuç, ne de başka bir monopol

Eğer monopoli gibi davranacaktır madde, kozmik dizeleri, etki alanı duvar veya kozmolojik doku ciddi etkiler Evrenin genişlemesi. Kozmik dizeleri gibi davranacaktır uzaysal eğrilik, sınırlı sipariş 0,4% toplam enerji yoğunluğu ve etki alanı duvar oluşturmak form karanlık enerji, bir o kadar yavaş hızlandırır, Evrenin genişlemesi, bu bile olamaz fark edeceksiniz. Kozmolojik doku olacaktır aynı etkiyi ve kozmolojik sabit, ama bizim gözlemlenebilir Evren, olmalı, olacak, sınırlı tek bir kusur açıklamak için bizim gözlem.

Farklı bileşenleri enerji yoğunluğu Evrenin ve ne zaman onlar ortaya tam bir güç. Eğer kozmik veya etki alanı duvar var olsa da, herhangi bir miktarda, onlar ciddi etkiledi genişleyen Evren

Monopoli, dizeleri, duvar, doku ve diğer kusurlar olmalıdır сверхтяжелыми, eğer var olmuştur. Monopoli çelik ... en büyük parçacıkları tespit (100 trilyon kat büyük top-yukarı). Dizeleri, duvar ve doku olacaktı tohum için büyük ölçekli yapıların bir arada çekerek, madde ve oluşturan diğer yapıları ile biz çok daha kolay olurdu gördüğüne kullanarak, modern teleskoplar, anketler ve veri CMB. Modern kısıtlamalar bize ne gibi bir yapıları var bol bol, ve onlar için pek bir vardı, daha birkaç yüzde, toplam enerji bütçe ayırmaktadır.

Bugüne kadar hiçbir kanıt yoktur, bizim Evren arızalı değilse saymak için tek bir gözetim manyetik монополя 35 yıl önce. Biz kendi varlığını çürütmek (sadece sınırlamak) tutmak gerekir kulaklarımı açık ve hazır olmak değil, sadece kendi nihai bir tespit, ama aynı zamanda herhangi bir diğer eklentiler Standart model, yasaklı fizik. Çoğu durumda, eğer onların vardır, yani bir şey olmalı, onları ezici varlığı. Hiçbir kanıt eksikliği gösteriyor olayları. Ancak, durumu hakkında da.