La teoría de cuerdas: propuestas de qué dimensiones veces uncurl

La mayoría de las propuestas de la teoría de cuerdas se han basado en el concepto de que las dimensiones adicionales requeridas por la teoría están acurrucados tan pequeñas que no se pueden observar. Con la teoría M y universos branas, puede ser posible superar esta restricción.

Se han propuesto una serie de escenarios para tratar de describir una versión matemáticamente coherente de la teoría-M, lo que permitiría a las dimensiones extra a extenderse. Si cualquiera de estos escenarios son válidas, tienen profundas implicaciones para la forma (y donde) los físicos deben buscar las dimensiones extra de la teoría de cuerdas.

Dimensiones medibles

Un modelo que ha conseguido un poco de atención fue propuesto en 1998 por Savas Dimopoulos, Nima Arkani-Hamed, y Gia Dvali. En esta teoría, algunas de las dimensiones extra podría ser tan grande como un milímetro sin contradecir experimentos conocidos, lo que significa que puede ser posible observar sus efectos en experimentos llevados a cabo en Gran Colisionador de Hadrones del CERN (LHC).

Cuando Dimopoulos introdujo MDM en una conferencia de la supersimetría 1998, en realidad era algo así como un acto subversivo. Él estaba haciendo una declaración audaz: dimensiones extra eran tan importantes, si no más, que la supersimetría.

Muchos físicos creen que la supersimetría es el principio físico llave que demostrará ser el fundamento de la teoría-M. Dimopoulos propuso que las dimensiones extra - previamente vistos como una complicación matemática desgracia de ser ignorados tanto como sea posible - que podría ser el principio físico M-teoría fundamental estaba buscando.

En MDM, un par de dimensiones extra podría extenderse hasta un milímetro de distancia de la membrana 3-dimensional que residen en. Si se extienden mucho más que un milímetro, alguien se habría dado cuenta a estas alturas, pero a un milímetro, la desviación de la ley de la gravedad de Newton sería tan leve que a nadie se le haya el más sabio. Así que debido a la gravedad está irradiando hacia dimensiones extra, eso explicaría por qué la gravedad es mucho más débil que las fuerzas branas de ruedas.

La forma en que esto funciona es todo en nuestro universo está atrapado en nuestra brana 3 dimensiones excepto la gravedad, que puede extenderse fuera de nuestra brana para afectar las otras dimensiones. A diferencia de la teoría de cuerdas, las dimensiones extra no sería notable en experimentos con excepción de las sondas de gravedad, y en 1998, la gravedad no habían sido probados a distancias inferiores a un milímetro.

Dimensiones infinitas: modelos de Randall-Sundrum

Si una dimensión milímetros de tamaño giró la cabeza, la propuesta de 1999 por Lisa Randall y Raman Sundrum fue aún más espectacular. En estas Modelos Randall-Sundrum, la gravedad comporta de manera diferente en diferentes dimensiones, dependiendo de la geometría de las membranas.

En el modelo original de Randall-Sundrum, llamado RS1, proponen una membrana que ajusta la fuerza de la gravedad. En esto gravitybrane, la fuerza de la gravedad es extremadamente grande. A medida que avanza en una quinta dimensión de distancia del gravitybrane, la fuerza de gravedad cae exponencialmente.

Un aspecto importante del modelo RS1 es que la fuerza de la gravedad depende sólo de la posición dentro de la quinta dimensión. Debido a nuestra entera 3-brana (este es un escenario mundial branas, donde estamos atrapados en un 3-brana de espacio) está en la misma posición de la quinta dimensión, la gravedad es constante en todo el 3-brana.

En un segundo escenario, llamado RS2 o gravedad localizada, Randall y Sundrum dado cuenta de que el 3-brana que estamos atrapados en podría tener su propia influencia gravitatoria. Aunque gravitones pueden alejarse de la 3-brana a otras dimensiones, no pueden llegar muy lejos debido a la fuerza de nuestra 3-brana. Incluso con grandes dimensiones, los efectos de la gravedad con fugas a otras dimensiones serían increíblemente pequeña.

En ambos modelos, la característica clave es que la gravedad en nuestro propio 3-brana es esencialmente siempre la misma. Si esto no fuera así, habríamos notado las dimensiones adicionales antes de ahora.

En 2000, Lisa Randall propuso otro modelo con Andreas Karch llamada localizada localmente gravedad. En este modelo, la dimensión extra contenía un poco de energía de vacío negativo. Va más allá de los modelos anteriores, ya que permite que la gravedad se localiza en diferentes maneras en diferentes regiones. Nuestra área local se ve 4 dimensiones y tiene la gravedad 4-dimensional, pero otras regiones del universo podría seguir diferentes leyes.