α114

Ένα σύμπαν ή δύο;

Ποια είναι οι υποθετικές ιδέες που κυκλοφορούν σήμερα;

Δύο αναφορές:

R. Foot και R.R. Volkas, Phys. Rev. D, Vol. 52, αριθ. 11, 1 Δεκεμβρίου 1995
Z.G. Berezhiani και R.N. Mohapatra, Phys. Rev., Vol. 52, αριθ. 11 - 1 Δεκεμβρίου 1995.

Αυτές οι δύο εργασίες αφιερώνονται στο πρόβλημα του ελλείμματος των ηλιακών νετρίνων. Οι Foot και Volkas πιστεύουν ότι το Σύμπαν αποτελείται από δύο «τομείς», εναντιομορφικούς. Ονομάζουν τον δεύτερο τομέα «τομέα-καθρέφτη» (φαινόμενο Jonas, ίσως...).
Αυτός ο δεύτερος κόσμος είναι P-συμμετρικός (βλ. Γεωμετρική Φυσική Β, αφιερωμένη στη θεωρία των ομάδων). Οι Foot και Volkas προτείνουν ότι η ενέργεια, στο κέντρο του ήλιου, μεταφέρεται από κανονικά νετρίνα και «νετρίνα-καθρέφτη». Προτείνουν να επεκτείνουμε το σύμπαν μας, συμπεριλαμβάνοντας έναν P-συμμετρικό τομέα. Από τη δεκαετία του 1950 γνωρίζουμε ότι το σύμπαν μας δεν είναι τέλεια συμμετρικό. Βλ.: T.D. Lee και C.N. Yang, Phys. Rev. 104, 254 (1956).

Όταν συμβαίνουν τυπικά «δεξιά» διεργασίες, κατά τη διάρκεια ενός χαρακτηριστικού χρόνου, η συμμετρική διεργασία, «αριστερή», συμμετρική-καθρέφτη, συνεπάγεται ένα ελαφρώς διαφορετικό χαρακτηριστικό χρόνο (η διαφορά είναι 10⁻⁹). Η συμμετρική διεργασία ανήκει στον κόσμο της ύλης-αντιύλης. Προβλέφθηκε και παρατηρήθηκε (Νόμπελ). Αυτό ονομάζεται παραβίαση της Αρχής της Παριότητας. Αυτό αφορά τον «τομέα μας». Οι Foot και Volkas προτείνουν την ύπαρξη ενός διπλού σύμπαντος, με αντίστροφη παραβίαση της παριότητας. Υποθέτουν ότι το σύνολο: ο τομέας μας συν ο τομέας-καθρέφτης, αποτελεί μια πλήρως P-συμμετρική οντότητα. Ο «τομέας-καθρέφτης» των Foot και Volkas είναι P-συμμετρικός σε σχέση με τον δικό μας.

Όπως παρουσιάζεται στη Γεωμετρική Φυσική Β:
J.P. Petit & P. Midy: Γεωμετροποίηση της αντιύλης μέσω της συναδjoint δράσης μιας ομάδας στον χώρο της ορμής της. 4: Διπλή ομάδα [Γεωμετρική Φυσική Β, 4, 1998].

Έχουμε κατασκευάσει έναν διπλό κόσμο CPT-συμμετρικό. Ακολουθώντας αυτή την ιδέα, το 50% της εκλυόμενης ενέργειας θα μπορούσε να μεταφέρεται από «νετρίνα-καθρέφτη CPT-συμμετρικά».

Υπάρχει ένας άλλος λόγος για να προσπαθήσουμε να φανταστούμε κάτι διαφορετικό από το Καθιερωμένο Μοντέλο. Στην πολύ πρώιμη φάση του σύμπαντος, ο κόσμος είναιComparable με το εβραϊκό tohu-bohu (χαος). Όπως λέει ο Steven Weinberg, σε αυτή την εποχή, το Σύμπαν είναι ένα μείγμα όλων των ειδών ακτινοβολιών. Εννοεί ότι αν βρίσκουμε φωτόνια, νετρίνα και αντι-νετρίνα, τα massive σωματίδια (και τα αντι-σωματίδια τους) κινούνται με ταχύτητα πολύ κοντά στην ταχύτητα του φωτός.

Τα φωτόνια παράζουν ζεύγη σωματιδίων-αντισωματιδίων. Τότε αυτά συγκρούονται και annihilate (εξοντάλλονται), δίνοντας φωτόνια υψηλής ενέργειας. Και ούτω καθεξής.

Τότε η διαστολή ψύχει τα φωτόνια, των οποίων η θερμοκρασία ακτινοβολίας μεταβάλλεται ως 1/R, όπου R είναι η μέση απόσταση μεταξύ δύο σωματιδίων. Όταν δεν έχουν αρκετή ενέργεια για να παράξουν ζεύγη, αυτή η παραγωγή σταματά. Τότε η annihilate καταστρέφει ύλη και αντιύλη, μέσω μιας μη αντιστρεπτής διεργασίας.

Το κύριο ερώτημα γίνεται:

• Γιατί είμαστε εδώ, εσύ και εγώ; Γιατί αυτή η αμοιβαία εξόντωση δεν έχει εξαφανίσει πλήρως τις δύο εχθρικές αδελφές: ύλη και αντιύλη;

Απάντηση;
Καμία απάντηση......

Χαμένη, η μισή ύλη του σύμπαντος. Αν κάποιος έχει πληροφορίες, παρακαλώ, επικοινωνήστε άμεσα με οποιοδήποτε εργαστήριο θεωρητικής φυσικής.

Το 1967 ο Ρώσος ακαδημαϊκός Andrei Sakharov ήταν ο πρώτος που πρότεινε ότι η «κοσμολογία» θα μπορούσε να είχε παράξει δύο σύμπαντα αντί ενός:

A. Sakharov: «Παραβίαση CP και βαρυονική ασimetría του Σύμπαντος». ZhETF Pis'ma 5: 32-35 (1967); Μετάφραση JETP Lett. 5: 24-27 (1967)
A. Sakharov: «Πολυφυλλο-σύμπαντο Κοσμολογικό Μοντέλο» Preprint Institute of Applied Mathematics, Moscow 1970
A. Sakharov: «Κοσμολογικό Μοντέλο του Σύμπαντος με αντιστροφή του διανύσματος του χρόνου». ZhETF 79: 689-693 (1980); μετάφραση στο Sov. Phys. JETP 52: 349-351 (1980)

A. Sakharov: «Τοπολογική δομή των στοιχειωδών σωματιδίων και CPT ασymmetría» στο «Προβλήματα στη θεωρητική φυσική», αφιερωμένο στη μνήμη του I.E. Tamm, Nauka, Moscow 1972, σελ. 243-247

Στην όραση του Sakharov, οι δύο βέλη του χρόνου είναι αντιστραμμένα. Πρότεινε επίσης ότι τα διπλά Σύμπαντά του θα μπορούσαν να είναι εναντιομορφικά.

Έκανα το ίδιο, δέκα χρόνια αργότερα, αγνοώντας την εργασία του Sakharov. Αναφορά:

[1]: J.P. Petit: Enantiomorphical universes with opposite time arrows. Γαλλικά Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris, t.284, σειρά A, 1977, σ. 1315
(Εναντιομορφικά σύμπαντα με αντίθετα βέλη του χρόνου)

[2]: J.P. Petit: Universes interacting with their image in the mirror of time. Γαλλικά Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris, t.284, σειρά A, (6 Ιουνίου) 1977, σ. 1413
(Σύμπαντα που αλληλεπιδρούν με την καθρέφτη-εικόνα τους στο χώρο-χρόνο): το «φαινόμενο Jonas».

Οι υπερχορδικοί ερευνούν το θεμελιώδες αντικείμενο που αποτελεί το σύμπαν, το κλειδί για τη Θεωρία των Πάντων (TOE). Πιστεύουν ότι έχουν κατασκευάσει τις συμμετρίες που αυτό το άγνωστο αντικείμενο θα πρέπει να possesses (σύμφωνα με διάφορες παραλλαγές), βασισμένες στη θεωρία των ομάδων. Η ομάδα E8 x E8 είναι μία από τις παραλλαγές. Οι ομάδες «πατερίζουν» τη γεωμετρία. Η Γαλιλαϊκή ομάδα, που μεταφράζει όλες τις ιδιότητες του χώρου-χρόνου μας (χωρικές μεταθέσεις, περιστροφές, συν χρόνικές μεταθέσεις), στην πιο αφελή άποψη (Ευκλείδεια, με απόλυτο χρόνο), πατερίζει έναν Ευκλείδειο χώρο-χρόνο.

Η ομάδα Lorentz εκκρίνει τον χώρο-χρόνο Minkowski (αυτόν της Ειδικής Σχετικότητας).

Οι υπερχορδικοί αναζητούν τη γεωμετρία ενός δεκαδιάστατου χώρου που υπακούει στις ειδικές συμμετρίες που όλα τα γνωστά και άγνωστα στοιχειώδη σωματίδια υπακούουν.

Ας υποθέσουμε ότι έχω έξι ποσότητες:

x, y, z, a, b, g.

Αποφασίζω, για παράδειγμα, ότι μπορώ να προσθέσω ή να αφαιρέσω από τις πρώτες τρεις ακέραιο αριθμό φορές μια ποσότητα a και ότι μπορώ να προσθέσω ή να αφαιρέσω από τις επόμενες τρεις p/2 ακέραιο αριθμό φορές. Αυτό αποτελεί μια ομάδα. Τα ουδέτερα στοιχεία της consist in adding or subtracting a null quantity. Υπάρχει ένα αντικείμενο που ικανοποιεί αυτές τις σχέσεις – ο κύβος. Ο χώρος που ρέει από αυτή τη δομή ομάδας είναι τρισδιάστατος, στρωμένος με κύβους. Ένα είδος κρυστάλλου.

Η κρυσταλλογραφία βασίζεται entirely στη θεωρία των ομάδων. Όταν έχουμε την ομάδα, έχουμε τον τρόπο με τον οποίο ο κρύσταλλος είναι χτισμένος.

Θα μπορούσαμε να πούμε ότι οι υπερχορδικοί πιστεύουν ότι έχουν ήδη τις σωστές ομάδες, αλλά τώρα ψάχνουν για τον αντίστοιχο κρύσταλλο. Ένα δεκαδιάστατο κρύσταλλο. Έχουν τις ομάδες, αλλά όχι το αντικείμενο. Έχουν το κλειδί, αλλά όχι το κτίσμα που το συνοδεύει.

Όλα αυτά δίνουν rise to truly surrealistic exchanges in colloquia, όπως αυτό που έλαβε χώρα πρόσφατα στο Aspen, Colorado. Το περιοδικό Scientific American ανέφερε στο τεύχος του Ιανουαρίου 1996, σε ένα άρθρο με τίτλο «Εξηγώντας τα πάντα», από τη Madhusree Mukerjee, staff writer. [...]

Ψάχνοντας αυτό το μαγικό αντικείμενο που υποτίθεται ότι οργανώνει το δεκαδιάστατο σύμπαν, κάποιοι μιλούν για «σφαίρες με καρφιά», σκαντζόχοιρους που bristling με διανύσματα, ή «τριχωτές κάμπιες», μεμβράνες με πέντε διαστάσεις (Duff, του Imperial College του Λονδίνου), capable of rolling onto themselves «like the skin of a sausage».

Ο Schwarz, του Caltech (ένας από τους pioniers της θεωρίας), προσθέτει, «Θα έπρεπε να ήμουν οδηγός φορτηγού!»

Άλλοι μιλούν για «μαύρες τρύπες με μηδενική μάζα».

Ο Jeffrey A. Harvey, του Πανεπιστημίου του Chicago, cried out:

«Σημαίνει ότι οι μαύρες τρύπες σας έχουν μηδενική μάζα; Κινούνται με την ταχύτητα του φωτός;»

«Όχι, δεν έχουν τίποτα, καμία ορμή», απαντά ο Gary T. Horowitz του Πανεπιστημίου της California στο Santa Barbara.

«Oh, baloney!» (Μπαούλα!) Αυτό ήταν ο Leonard Susskind του Stanford.

Δεν έχουν ενέργεια, δεν έχουν ορμή – δεν υπάρχει τίποτα εκεί!» protest Harvey.

Strominger: «Κάπου στο σύμπαν 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: «Προσωπικά πιστεύω ότι είναι πολλή ανοησία.»

Το 1986 κάποιος ζήτησε από έναν ερευνητή να συνοψίσει τη «Θεωρία των Πάντων» σε επτά λέξεις, και αυτός απάντησε:

• Oh, Lord, why have you forsaken me? (Ω Κύριε, γιατί με εγκατέλειπες;)

Όλα αυτά είναι ενδιαφέροντα, αλλά δεν έχουν τελειώσει, όπως βλέπουμε. Ποτέ στην ιστορία της φυσικής ένα σώμα θεωρίας δεν έχει δώσει 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 superstringers:

• Schwarz (Caltech)

• Green (Queen Mary College)

• Nobel Prize winner Abdus Salam (Director of the theoretical physics center of Trieste, Italy and professor at the Imperial College London).

Το σημείο εκκίνησης τους: η E8 x E8.

Αναφορά: «Υπερχορδές, μια θεωρία των πάντων;». P.C.W. Davis & J. Brown, Cambridge University Press 1988.

John Schwarz:

Η δεύτερη συμμετρία αναφέρεται σε ένα άλλο είδος ύλης, που συχνά ονομάζουμε shadow-matter (σκια-ύλη). Τέτοια shadow-objects θα ήταν invisibles για εμάς.

Michael Green:

Από τη θεωρία, βρίσκουμε ένα νέο είδος ύλης που δεν θα μπορούσαμε να παρατηρήσουμε άμεσα, οπτικά, γιατί θα αλληλεπιδρούσε με την κανονική ύλη μόνο μέσω της βαρυτικής δύναμης. Αλλά τα shadow particles θα μπορούσαν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω άλλων δυνάμεων.

Abdus Salam:

Από τη θεωρία των υπερχορδών μπορούμε να κατασκευάσουμε ένα άλλο σύμπαν που θα αλληλεπιδρούσε με το δικό μας μόνο μέσω της βαρυτικής δύναμης. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί η supersymmetry (υπερ-συμμετρία) είναι broken (σπασμένη) στο δικό μας σύμπαν και θα μπορούσε να bring some original insight on the problem of the different particles mass spectrum.

Anyway, nothing more seems to come, except these short sentences.

Πώς θα μπορούσαμε να φανταστούμε δύο κόσμους που αλληλεπιδρούν μόνο μέσω της βαρύτητας; Ας επιστρέψουμε στο τάμπλετ του checkers (ντάμα), με τις δύο distinct players teams.