宇宙中或布满看不见的弦组成的“蜘蛛网” 奏出一章弦乐交响曲

时间:2020-02-09 来源: 国际新闻

更重要的是,弦理论不仅能预测一种轴子,还能预测数百种不同质量的轴子,包括可能出现在强核力理论预测中的轴子。

傻弦

因此,我们有许多不同质量的新粒子。太棒了!轴子能形成暗物质吗?暗物质似乎负责向星系提供大部分质量,而普通望远镜无法探测到它。也许,这是一个悬而未决的问题。然而,作为暗物质的轴子必须面对一些具有挑战性的观察测试,因此一些研究人员已经将注意力转向轴子家族中较轻的一端,并探索找到它们的方法。

当这些研究人员开始研究早期宇宙中这些轻质轴子的预期行为时,他们发现了一些非常惊人的东西。在我们宇宙历史的最早时刻,宇宙经历了一个相变,把它的整个特征从一种奇怪的高能状态变成了一种传统的低能状态。

在一次相变中(发生在宇宙诞生后不到一秒钟),弦理论的轴并没有以粒子的形式出现。相反,它们看起来像一个光,几乎看不见的由环和线组成的网络,在宇宙中纵横交错。

这个假想的轴子充满了各种各样的光轴子弦,除了弦理论之外没有其他物理理论可以预测它。因此,如果我们确信我们生活在一个“轴棱锥宇宙”,这将是弦理论的一大幸事。

光的变化

我们如何寻找这些轴向弦?该模型预测轴棱锥串的质量非常低,因此光线不会撞击轴棱锥并弯曲,或者轴棱锥不会与其他粒子混合。现在银河系中可能有数百万根轴棱锥弦漂浮着,但我们看不见。

但是宇宙又旧又大。我们可以利用它来充分发挥我们的优势,特别是当我们意识到宇宙也是一个背光的时候。

宇宙微波背景(CMB)是宇宙中最古老的光,在它还是婴儿的时候发射了3.3354亿年左右。数十亿年来,光一直浸润着宇宙,穿过宇宙,直到它最终击中某样东西,比如我们的微波望远镜。

所以当我们看中巴时,我们看到了数十亿光年的宇宙。这就像透过一系列蜘蛛网看手电筒的光:如果宇宙中有一个轴线网络,我们可能会找到它们。

在12月5日arXiv数据库发表的一项新研究中,三名研究人员计算了轴棱锥宇宙对CMB光的影响。他们发现,根据光束在特定轴附近的传播方式,光的偏振方向可能会发生变化。那是因为中巴的光(和所有的光)是由电场和磁场波组成的。光的偏振告诉我们电场的方向当CMB的光遇到轴子时,这种情况就会改变。我们可以通过让信号通过特殊的滤波器来测量CMB光的偏振来选择这种效果。

研究人员发现,充满弦的宇宙对CMB的整体影响导致了大约1%的极化偏移,这完全在我们今天能够检测到的范围内。然而,目前正在设计未来的中巴地图绘制器,如宇宙起源探索者、用于从宇宙背景辐射探测(LiteBIRD)和原始红外探索者(Pixie)进行B模式偏振和膨胀研究的Lite(光)卫星。这些未来的望远镜将能够探测到轴子宇宙。一旦这些映射器上线,我们要么会发现我们生活在一个轴棱锥宇宙中,要么会排除弦理论的这种预测。

不管怎样,都有许多问题需要解决。

资料来源: 《The Universe May Be Flooded with a Cobweb Network of Invisible Strings》,作者:保罗萨特返回搜狐查看更多

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