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Ein Universum oder zwei?
** **Welche spekulativen Ideen gibt es heute?
Zwei Referenzen:
R. Foot und R.R. Volkas Phys. Rev. D Vol. 52 Nr. 11, 1. Dez. 1995
Z.G. Berezhiani und R.N. Mohapatra Phys. Rev. Vol. 52 Nr. 11 - 1. Dez. 1995.
Diese beiden Arbeiten sind dem Problem des Sonnenneutrino-Defizits gewidmet. Foot und Volkas glauben, dass das Universum aus zwei „Sektoren“ besteht, enantiomorph. Sie nennen den zweiten Sektor einen „Spiegel-Sektor“ (Jonas-Effekt, vielleicht...). Dieses zweite Universum ist P-symmetrisch (siehe Geometrische Physik B, gewidmet der Gruppentheorie). Foot und Volkas schlagen vor, dass die Energie im Zentrum der Sonne von normalen Neutrinos und „Spiegel-Neutrinos“ getragen wird. Sie schlagen vor, unser Universum zu erweitern, indem sie einen P-symmetrischen Sektor hinzufügen. Seit den 50er Jahren wissen wir, dass unser Universum nicht perfekt symmetrisch ist. Siehe: T.D. Lee und C.N. Yang Phys. Rev. 104, 254 (1956)
Wenn typischerweise „rechte“ Prozesse stattfinden, während einer charakteristischen Zeit, impliziert der symmetrische Prozess, „links“, spiegel-symmetrisch, eine leicht unterschiedliche charakteristische Zeit (die Differenz beträgt 10⁻⁹). Dieser symmetrische Prozess gehört zur Antimateriewelt. Er wurde vorhergesagt und beobachtet (Nobelpreis). Dies wird als Verletzung des Paritätsprinzips bezeichnet. Dies bezieht sich auf „unseren Sektor“. Foot und Volkas schlagen die Existenz eines Zwilling-Universums mit umgekehrter Paritätsverletzung vor. Sie nehmen an, dass die gesamte: unser Sektor plus der Spiegel-Sektor, eine vollständig P-symmetrische Einheit bildet. Der „Spiegel-Sektor“ von Foot und Volkas ist P-symmetrisch im Vergleich zu unserem.
Wie in Geometrische Physik B dargestellt:
J.P. Petit & P. Midy: Geometrisierung der Antimaterie durch die koadjungierte Wirkung einer Gruppe auf ihren Impulsraum. 4: Zwillingsgruppe [Geometrische Physik B, 4, 1998].
Wir haben ein CPT-symmetrisches Zwilling-Universum gebaut. Gemäß dieser Idee könnten 50 % der freigesetzten Energie von „CPT-symmetrischen Spiegel-Neutrinos“ getragen werden.
Es gibt einen weiteren Grund, etwas anderes als das Standardmodell zu erfinden. In dem sehr frühen Universum ist die Welt mit dem jüdischen tohu-bohu vergleichbar. Wie Steven Weinberg sagte, ist das Universum zu diesem Zeitpunkt ein Gemisch von allen Arten von Strahlung. Er meint, dass, wenn man Photonen, Neutrinos und Antineutrinos findet, die massiven Teilchen (und ihre Antiteilchen) sich mit einer Geschwindigkeit bewegen, die sehr nahe der Lichtgeschwindigkeit liegt.
Photonen erzeugen Teilchen-Antiteilchen-Paare. Danach kollidieren diese und annihilieren sich, wodurch hochenergetische Photonen entstehen. Und so weiter.
Dann kühlt die Expansion die Photonen ab, deren Strahlungstemperatur wie 1/R variiert, wobei R der mittlere Abstand zwischen zwei Teilchen ist. Wenn sie nicht genug Energie haben, um Paare zu produzieren, hört diese Produktion auf. Danach zerstört die Annihilation Materie und Antimaterie durch einen irreversiblen Prozess.
Die Hauptfrage wird:
- Warum sind wir hier, du und ich? Warum hat dieser gegenseitige Kampf die beiden feindlichen Schwestern: Materie und Antimaterie nicht vollständig ausgelöscht?
Antwort? Keine Antwort......
Verloren, die Hälfte des Universums. Wenn jemand Informationen hat, kontaktieren Sie bitte sofort ein theoretisches Physiklabor.
Im Jahr 1967 war der russische Akademiker Andrei Sakharov der erste, der vorschlug, dass die „Kosmogenese“ zwei Universen anstelle eines einzigen produzieren könnte:
A. Sakharov: „CP-Verletzung und Baryonenasymmetrie des Universums“. ZhETF Pis'ma 5: 32-35 (1967); Übersetzung JETP Lett. 5: 24-27 (1967)
A. Sakharov: „Mehrschichtiges kosmologisches Modell“. Vorabdruck des Instituts für angewandte Mathematik, Moskau 1970
A. Sakharov: „Kosmologisches Modell des Universums mit Umkehrung des Zeittensors“. ZhETF 79: 689-693 (1980); Übersetzung in Sov. Phys. JETP 52: 349-351 (1980)
A. Sakharov: „Topologische Struktur der Elementarteilchen und CPT-Asymmetrie“ in „Probleme der theoretischen Physik“, gewidmet dem Andenken an I.E. Tamm, Nauka, Moskau 1972, S. 243-247
In Sakharovs Sichtweise sind die beiden Zeitpfeile umgekehrt. Er schlug auch vor, dass seine beiden Zwilling-Universen enantiomorph sein könnten.
Ich habe dasselbe getan, zehn Jahre später, ohne Kenntnis der Arbeiten von Sakharov. Referenz:
[1]: J.P. Petit: Enantiomorphe Universen mit entgegengesetzten Zeitpfeilen. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris, t.284, série A, 1977, p.1315
(Enantiomorphe Universen mit entgegengesetzten Zeitpfeilen)
[2]: J.P. Petit: Univers mit Wechselwirkung mit ihrer Bild im Zeitspiegel. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris, t.284, série A, (6. Juni) 1977, p.1413
(Univers mit Wechselwirkung mit seinem Zeitraum-Spiegelbild): der „Jonas-Effekt“.
Die Superstring-Theoretiker fragen sich, was das grundlegende Objekt ist, das das Universum bildet, die Schlüssel zur Theorie des Alles (TOE). Sie denken, dass sie die Symmetrieeigenschaften dieses unbekannten Objekts bereits etabliert haben (nach verschiedenen Varianten), basierend auf der Gruppentheorie. Der Gruppe E8 x E8 ist eine der Varianten. Die Gruppen sind die „Väter der Geometrie“. Die Galilei-Gruppe, die alle Eigenschaften unseres Raum-Zeit (räumliche Translationen, Rotationen, plus zeitliche Translationen), in ihrer einfachsten Sicht (euklidisch, mit absoluter Zeit), erzeugt einen euklidischen Raum-Zeit.
Die Lorentz-Gruppe erzeugt den Minkowski-Raum-Zeit (der der Speziellen Relativitätstheorie).
Die Superstring-Theoretiker suchen die Geometrie eines zehndimensionalen Raums, der besonderen Symmetrieeigenschaften unterliegt, denen alle Elementarteilchen, bekannte und unbekannte, unterliegen.
Nehmen wir an, ich habe sechs Größen:
x, y, z, a, b, g.
Ich entscheide, zum Beispiel, dass ich eine ganze Anzahl von Malen eine Menge a zu den ersten drei hinzufügen oder subtrahieren kann und dass ich eine ganze Anzahl von Malen p/2 zu den folgenden drei hinzufügen oder subtrahieren kann. Dies bildet eine Gruppe. Ihre neutralen Elemente bestehen darin, eine Nullmenge hinzuzufügen oder zu subtrahieren. Ein Objekt existiert, das diesen Beziehungen entspricht – der Würfel. Der Raum, der aus dieser Gruppenstruktur entsteht, ist dreidimensional, mit Würfeln gepflastert. Eine Art Kristall.
Die Kristallographie basiert vollständig auf der Gruppentheorie. Wenn wir die Gruppe haben, haben wir die Art und Weise, wie der Kristall gebaut wird.
Man könnte sagen, dass die Superstring-Theoretiker bereits die richtigen Gruppen besitzen, aber jetzt nach dem entsprechenden Kristall suchen. Ein zehndimensionaler Kristall. Sie haben die Gruppen, aber nicht das Objekt. Sie haben den Schlüssel, aber nicht das Gebäude, das dazu gehört.
All dies führt zu wirklich surrealen Diskussionen bei Konferenzen, wie jener, die kürzlich in Aspen, Colorado stattfand. Das Fachmagazin Scientific American berichtete in seiner Ausgabe von Januar 1996 in einem Artikel mit dem Titel „Alles erklären“, geschrieben von Madhusree Mukerjee, Redakteurin. [...]
Auf der Suche nach diesem magischen Objekt, das das zehndimensionale Universum organisieren soll, sprechen einige Leute von „gestickten Sphären“, Igel, die mit Vektoren bedeckt sind, oder von „haarigen Raupen“, Membranen mit fünf Dimensionen (Duff, von der Imperial College in London), die sich selbst „wie die Haut eines Wursts“ rollen können.
Schwarz, von Caltech (einer der Pioniere der Theorie), fügt hinzu: „Ich hätte ein Lastwagenfahrer sein sollen!“
Andere sprechen von „Schwarzen Löchern mit null Masse“.
Jeffrey A. Harvey von der University of Chicago rief:
„Heißt das, dass Ihre Schwarzen Löcher null Masse haben? Bewegen sie sich mit Lichtgeschwindigkeit?“
„Nein, sie haben nichts, kein Impuls“, antwortete Gary T. Horowitz von der University of California in Santa Barbara.
„Oh, das ist Unsinn!“ rief Leonard Susskind von Stanford.
Sie haben kein Energie, kein Impuls – dort ist nichts!“ protestiert Harvey.
Strominger: „Vielleicht gibt es in bestimmten Regionen des Universums kleine Tropfen, in denen Schwarze Löcher in Strings und umgekehrt verwandelt werden. In unserer Umgebung könnten diese kleinen Tropfen scheinbar in virtuellen Universen navigieren, die nur für einen infinitesimalen Zeitraum existieren, da sie sofort verschwinden, noch bevor sie beobachtet werden können.“
Susskind: „Persönlich denke ich, dass das eine Menge Mist ist.“
Im Jahr 1986 fragte jemand einen Forscher, die „Theorie des Alles“ in sieben Wörtern zu zusammenzufassen, und er antwortete:
- Oh, Herr, warum hast du mich verlassen?
All dies ist interessant, aber es ist noch nicht vorbei, wie man sehen kann. Nie in der Geschichte der Physik hat eine Theorie so viel Aufregung ausgelöst wie heute, wenn täglich zehn Artikel zum Thema veröffentlicht werden. Und wir können nicht sagen, ob der Berg eine Maus oder die Maus einen Berg gebären wird.
Auf jeden Fall, einige Superstring-Theoretiker:
- Schwarz (Caltech)
- Green (Queen Mary College)
- Nobelpreisträger Abdus Salam (Direktor des Theorie-Physik-Zentrums in Triest, Italien, und Professor an der Imperial College in London).
Ihr Ausgangspunkt: E8 x E8.
Referenz: „Superstrings, eine Theorie des Alles?“. PC.W. Davis & J. Brown, Cambridge University Press 1988.
John Schwarz:
Die zweite Symmetrie bezieht sich auf eine andere Art von Materie, die wir oft Schattenmaterie nennen. Solche Schattenobjekte wären für uns unsichtbar.
Michael Green ** **:
Aus der Theorie finden wir eine neue Art von Materie, die wir nicht direkt optisch beobachten können, da sie nur mit normaler Materie durch die Gravitationskraft interagieren würde. Aber Schatten-Teilchen könnten sich untereinander durch andere Kräfte interagieren.
Abdus Salam:
Aus der Superstring-Theorie können wir ein anderes Universum konstruieren, das mit unserem nur durch die Gravitationskraft interagieren würde. Dies könnte erklären, warum die Supersymmetrie in unserem eigenen Universum gebrochen ist und könnte eine originelle Einsicht in das Problem des Massenspektrums der verschiedenen Teilchen bringen.
Auf jeden Fall scheint nichts anderes zu kommen, außer diesen kurzen Sätzen.
Wie könnte man sich zwei Welten vorstellen, die nur durch die Schwerkraft interagieren? Lassen Sie uns zum Schachbrett zurückkehren, mit den beiden unterschiedlichen Spieler-Teams.
Originalversion (Englisch)
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A single universe, or two ?
** **What are the speculative ideas on line today ?
Two references :
R. Foot and R.R. Volkas Phys. Rev. D Vol. 52 n°11, 1° dec 1995
Z.G.Berezhiani and R.N. Mohapatra Phys. Rev. Vol. 52 n° 11 - 1 dec 1995.
These two works are devoted to the solar neutrino deficit problem. Foot and Volkas think that the Universe is composed by two "sectors", enantiomorphic. They call the second sector a "mirror sector" (Jonas'effect, perahps...). This second universe is P-symmetric (see Geometrical Physics B, devoted to group theory). Foot and Volkas suggest that the energy, in the center of the sun, is carried by normal neutrinos and "mirror-neutrinos". They suggest to extend our universe, including a P-symmetrical sector. Since the fifties we know that our universe is not perfectly symmetrical. See :T.D.Lee and C.N.Yang Phys. Rev. 104, 254 (1956)
When typically "right" processes occur, during some characteristic time, the symmetrical process, "left", mirror-symmetrical, implies a slightly different characteristic time (the difference is 10-9). The symmetrical process belongs to anti-matter world. It was predicted and observed (Nobel's price). This is called the violation of Parity Principle. This refers to "our sector". Foot and Volkas suggest the existence of a twin universe, with inverse parity violation. The assume that the whole : our sector plus mirror sector, composes a fully P-symmetrical entity. The "mirror sector" of Foot and Volkas, is P-symmetrical with respect to ours.
As presented in Geometrical Physics B :
J.P.Petit & P.Midy : Geometrization of anti-matter through coadjoint action of a group on its momentum space. 4 : Twin group [Geometrical Physics B, 4, 1998].
We have built a CPT-symmetrical twin world. Following this idea, 50% of the released energy could be carried by "CPT-symmetrical mirror neutrinos".
There is another reason to try to imagine something different from the Standard Model. In the very early universe, world is comparable to the jewish* tohu-bohu* . As said Steven Weinberg, at this time, the Universe is a mixture of all kinds of radiations . He means that if one finds photons, neutrinos and anti-neutrinos, the massive particles (and their anti) go at a velocity very close to light velocity.
Photons give particle-antiparticle pairs. Then these latter collide and annihilate, giving high energy photons. And so on.
Then the expansion cools the photons, whose radiation temparature varies like 1/R , R being the mean distance between two particles. When they have not enough energy to produce pairs, this production stops. Then the annihilation destroys matter and anti matter, through an irreversible process.
The main question becomes :
- Why are we here, you and me ? Why has this mutal killing not vanished completely the two enemy-sisters : matter and anti-matter ?
Answer ? No answer......
Lost, half of the universe. If somebody has some information, please, contact any theoretical physics' lab, immediatly.
In 1967 the Russian academician Andréi Sakharov was the first to suggest that "cosmogenesis" could have produced two universes instead a single one :
A.Sakharov : "CP violation and baryonic asymmetry of the Universe". ZhETF Pis'ma 5 : 32-35 (1967) ; Traduction JETP Lett. 5 : 24-27 (1967)
A.Sakharov : "A multisheet Cosmological model" Preprint Institute of Applied Mathematics, Moscow 1970
A.Sakharov : "Cosmological model of the Universe with a time vector inversion". ZhETF 79 : 689-693 (1980) ; traduction in Sov. Phys. JETP 52 : 349-351 (1980)
A.Sakharov : "Topological structure of elementary particles and CPT asymmetry" in "Problems in theoretical physics", dedicated to the memory of I.E.Tamm, Nauka, Moscow 1972, pp. 243-247
In Sakharov's vision the two arrows of time are reversed. He also suggested that his twin Universes could be enantiomorphic.
I did the same, ten years after, unaware of Sakharov's work. Reference :
[1] : J.P.Petit : Univers enantiomorphes à flèches du temps opposées. French Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris.t.284, serie A, 1977, p.1315
( Enantiomophic universes with opposite time arrows )
[2] : J.P.Petit : Univers en interaction avec leur image dans le miroir du temps . French Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris.t.284, serie A, ( 6 june ) 1977, p.1413
(Universe interacting with its space-time mirror image) : the "Jonas-effect".
Superstringers are inquiring into the fundamental object making up the universe, the key to the Theory of Everything (TOE). They think they have built the symmetry properties this unknown object should possess (according to different variants), based on group theory. The group E8 x E8 is one of the variants. The groups "fathers geometry." The Galilean group, which translates all the properties of our space-time (spatial translations, rotations, plus temporal translations), in their most naive view (Euclidean, with absolute time) fathers a Euclidean space-time.
The Lorentz group secretes Minkowski space-time (the one of Special Relativity).
The superstringers are searching the geometry of a ten-dimensional space obeying the special symmetry properties which all elementary particles, known and unknown, obey.
Let us suppose that I have six quantities:
x, y, z, a, b, g.
I decide, for example, that I can add to or subtract from the first three a whole number of times a quantity a and that I can add to or subtract from the following three p/2 a whole number of times. This constitutes a group. Its neutral elements consist in adding or subtracting a null quantity. An object exists satisfying these relations -- the cube. The space flowing from this group structure is a three dimensional one, paved with cubes. A sort of crystal.
Crystallography is entirely based on group theory. When we have the group, we have the way in which the crystal is built.
We might say that superstringers think they already own the good groups, but are looking now for the corresponding crystal. A ten dimensional crystal. They have the groups, but not the object. They have the keystone, but not the edifice accompanying it.
All this gives rise to truly surrealistic exchanges in colloquia, like that which recently took place in Aspen, Colorado. The journal Scientific American reported in its issue of January 1996, in an article entitled "Explaining everything," by Madhusree Mukerjee, staff writer. [...]
Seeking this magical object supposed to organize the ten-dimensional universe, some people speak about "studded spheres," hedgehogs bristling with vectors, or "hairy caterpillars," membranes with five dimensions (Duff, of London's Imperial College), capable of rolling onto themselves "like the skin of a sausage."
Schwarz, of Caltech (one of the pioneers of the theory), adds, "I should have been a truck driver!"
Others speak of "black holes with zero mass."
Jeffrey A. Harvey, of the University of Chicago, cried out:
"Does that mean that your black holes have zero mass? Do they move at the speed of light?"
"No, they have nothing, no momentum," Gary T. Horowitz of the University of California at Santa Barbara turns to reply.
"Oh, baloney!" That was Leonard Susskind of Stanford.
They have no energy, no momentum -- there's nothing there!" Harvey protests.
Strominger: "Somewhere in the universe portions of space might exist in the shape of little drops, entering into which black holes would be transformed into strings, and vice versa. In our environment these little drops could seem to navigate in virtual universes, which would exist for an infinitesimal period of time, since they would immediately disappear, before they could be observed.
Susskind: "I personally think it's a lot of crap."
In 1986 someone asked a researcher to sum up the "Theory of Everything" in seven words, and he answered:
- Oh, Lord, why have you forsaken me?
All this is interesting, but it's not over, as we can see. Never in the history of physics has a body of theory given rise to such convulsions as now, when ten articles are being published on the subject every day. And we cannot say whether the mountain will give birth to a mouse or the mouse to a mountain.
Anyway, some superstring men :
-
Schwarz (Caltech)
-
Green (Queen Mary College)
-
Nobel Price winner Abdus Salam (Director of the theoretical physics center of Trieste, Italy and professr at the Imperial College London).
Their starting point : the E8 x E8 .
Reference : "Superstrings, a theory of everything ? ". PC.W.Davis & J.Brown, Cambridge University Press 1988.
John Schwarz :
The second symmetry refers to another kind of matter, that we often call shadow-matter. Such shadow-objects would be invisible to us.
Michael Green ** **:
From the theory, we find a new kind of matter we could not observe directly, optically, for it should interact with normal matter through gravitational force only. But shadow particles could interact one with the other through other forces.
Abdus Salam :
From superstring theory we can build another universe which would interact with ours only through gravitational force. This could explain why supersymmetry is broken in our own universe and could bring some original insight on the problem of the different particles mass spectrum.
Anyway, nothing more seems to come, except these short sentences.
How could we imagine two worlds interacting only through gravitation? Let us return to the checkers board, with the two distinct players teams.