Міжрегіональна Академія управління персоналом

Група з трьох дослідників вперше продемонструвала те, як в нашій Всесвіту утворилося 3 просторових вимірів з десять, дев'ять з яких ставилися до простору, а одне до часу. Результати були отримані шляхом моделювання на суперкомп'ютері.

У теорії суперструн, яку називають "теорією всього", всі елементарні частинки складаються із струн, а їх відмінності обумовлені характером коливань цих дуже маленьких струн. Один з видів коливань струн створює частку, несучу гравітацію, що дозволяє розширити теорію відносності аж до масштабів елементарних частинок.

Теорія суперструн передбачає існування дев'яти просторових вимірів. Виникає питання про те, як це узгоджується з тим, що ми спостерігаємо тільки 3 вимірювання простору.

Група з трьох дослідників досягла успіху в створенні моделі народження Всесвіту на суперкомп'ютері, із застосуванням розрахунків теорії суперструн. Їм вдалося продемонструвати, що спочатку у Всесвіті було 9 просторових вимірів, але тільки 3 з них зазнали розширення в якійсь точці часу.

Ця робота буде опублікована в Physical Review Letters.

У своєму дослідженні команда розробила метод обчислення великих матриць для відстеження взаємодії струн. Їм вдалося вирахувати, як 9 вимірів простору видозмінюються з часом. Вони простежили, як відбувається зміна дев'яти вимірювань по ходу розвитку Всесвіту.

Якщо повернутися в минуле, то в якийсь момент часу простір дійсно мало дев'ять вимірювань. Але в якийсь момент, тільки три з них стали швидко розширюватися. Отримані результати вперше продемонстрували, що звична для нас тривимірне простір, спочатку складалося з дев'яти вимірювань, як і передбачає теорія суперструн.

Минуло майже 40 років з того моменту, коли теорія суперструн була запропонована в якості теорії всього, що дозволило розширити загальну теорію відносності до масштабів елементарних частинок. Тим не менш, її достовірність і практична користь залишалися неясними з-за складнощів з твором на її основі обчислень. Дане дослідження, в ході якого було отримано рішення загадки вимірів простору-часу, є сильним аргументом на користь того, що теорія достовірна.

Більш того, поява нового методу проведення аналізу теорії суперструн із застосуванням комп'ютерів, відкриває нові можливості для застосування цієї теорії у вирішенні різних проблем. Приміром, тепер стане можливим дати теоретичне обґрунтування інфляційного розширення Всесвіту на ранній стадії її розвитку, а також поточним її розширенню, за відкриття якого була видана Нобелівська премія по фізиці в цьому році. Очікується, що подальший розвиток теорії суперструн, буде відігравати важливу роль у вирішенні багатьох загадок у фізиці частинок. У тому числі таких як існування темної матерії і бозона Хіггса.