อ่าน 8 นาที
สายใยจักรวาล
สายจักรวาล เป็น ข้อบกพร่องทางทอพอโลยีแบบ 1 มิติในเชิงสมมติฐานซึ่งอาจเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนเฟสที่ทำลายสมมาตร ในเอกภพยุคแรก เมื่อทอพอโลยีของ แมนิโฟลด์...
สายใยจักรวาล
สายจักรวาล เป็น ข้อบกพร่องทางทอพอโลยีแบบ 1 มิติในเชิงสมมติฐานซึ่งอาจเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนเฟสที่ทำลายสมมาตร ในเอกภพยุคแรก เมื่อทอพอโลยีของ แมนิโฟลด์ สุญญากาศที่เกี่ยวข้องกับการทำลายสมมาตรนี้ไม่ได้ เชื่อมต่อ กัน อย่างง่ายๆ
กล่าวโดยไม่เป็นทางการ พวกมันคือข้อบกพร่องยาวและบางในโครงสร้างของอวกาศที่อาจเกิดขึ้นได้ พวกมันอาจก่อตัวขึ้นในจักรวาลยุคแรกในระหว่างกระบวนการที่สมมาตรบางอย่างถูกทำลายการมีอยู่ของพวกมันได้รับการพิจารณาครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีTom Kibbleในช่วงทศวรรษ 1970 [ 1 ]
การก่อตัวของสายจักรวาลนั้นคล้ายคลึงกับความไม่สมบูรณ์ที่เกิดขึ้นระหว่างผลึกในของเหลวที่กำลังแข็งตัว หรือรอยแตกที่เกิดขึ้นเมื่อน้ำแข็งตัวกลายเป็นน้ำแข็ง การเปลี่ยนสถานะที่นำไปสู่การสร้างสายจักรวาลนั้นน่าจะเกิดขึ้นในช่วงแรกสุดของการวิวัฒนาการของจักรวาล หลังจากการขยายตัวของจักรวาล (cosmological inflation ) และเป็นการคาดการณ์ทั่วไปในทั้งทฤษฎีสนามควอนตัมและทฤษฎีสตริงของ จักรวาล ยุค แรก
ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับสายใยจักรวาล
ตัวอย่างต้นแบบของทฤษฎีสนามที่มีสายจักรวาลคือแบบจำลองฮิกส์แบบอาเบเลียนคาดว่าทฤษฎีสนามควอนตัมและสายจักรวาลในทฤษฎีสตริงจะมีคุณสมบัติหลายอย่างที่เหมือนกัน แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อกำหนดคุณลักษณะที่แตกต่างกันอย่างแม่นยำ เช่น สาย F นั้นเป็นกลศาสตร์ควอนตัมโดยสมบูรณ์และไม่มีคำจำกัดความแบบคลาสสิก ในขณะที่สายจักรวาลในทฤษฎีสนามนั้นได้รับการพิจารณาในเชิงคลาสสิกเกือบทั้งหมด
ใน ทฤษฎี ซูเปอร์สตริงบทบาทของคอสมิกสตริงสามารถเล่นได้โดยสตริงพื้นฐาน (หรือ F-strings) เองที่กำหนดทฤษฎีแบบรบกวนโดย D-strings ซึ่งมีความสัมพันธ์กับ F-strings โดยความสัมพันธ์แบบอ่อน-แรง หรือที่เรียกว่าS-dualityหรือD-, NS- หรือ M-branes มิติสูงกว่าที่ พันรอบวงจรขนาดกะทัดรัดบางส่วนที่เกี่ยวข้องกับ มิติของ ปริภูมิเวลา พิเศษ เพื่อให้เหลือมิติที่ไม่กะทัดรัดเพียงมิติเดียว[ 2 ]
มิติ
หากสายใยจักรวาลมีอยู่จริง มันจะเป็นข้อบกพร่องทางทอพอโลยีที่ บางมาก โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในลำดับ ขนาดเดียวกับโปรตอน กล่าวคือ~1 fmหรือเล็กกว่านั้น เนื่องจากขนาดนี้เล็กกว่าขนาดจักรวาลใดๆ มาก สายใยเหล่านี้จึงมักถูกศึกษาภายใต้สมมติฐานความกว้างเป็นศูนย์ หรือสมมติฐานนัมบู-โกโต ภายใต้สมมติฐานนี้ สายใยจะประพฤติตัวเหมือนวัตถุหนึ่งมิติและปฏิบัติตามสมการการกระทำของนัมบู-โกโตซึ่งเทียบเท่ากับสมการการกระทำของโพลยา คอฟในทางคลาสสิก ที่กำหนดภาคส่วนโบซอนิกของทฤษฎีซูเปอร์สตริง
ในทฤษฎีสนาม ความกว้างของสตริงถูกกำหนดโดยขนาดของการเปลี่ยนเฟส ที่ทำลายสมมาตร ในทฤษฎีสตริง ความกว้างของสตริงถูกกำหนด (ในกรณีที่ง่ายที่สุด) โดยขนาดสตริงพื้นฐาน ปัจจัยการบิดเบี้ยว (ที่เกี่ยวข้องกับความโค้งของปริภูมิเวลาของปริภูมิเวลาหกมิติภายใน) และ/หรือขนาดของมิติที่กะทัดรัด ภายใน (ในทฤษฎีสตริง เอกภพมีมิติ 10 หรือ 11 มิติ ขึ้นอยู่กับความแรงของปฏิสัมพันธ์และความโค้งของปริภูมิเวลา)
แรงโน้มถ่วง
สายคือการเบี่ยงเบนทางเรขาคณิตจากเรขาคณิตแบบยุคลิดในปริภูมิเวลาซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยการขาดมุม: วงกลมรอบนอกของสายจะมีมุมรวมน้อยกว่า 360° [ 3 ]จากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปข้อบกพร่องทางเรขาคณิตดังกล่าวจะต้องอยู่ในสภาวะตึงเครียด และจะปรากฏออกมาในรูปของมวล แม้ว่าสายจักรวาลจะถูกคิดว่าบางมาก แต่ก็จะมีความหนาแน่นมหาศาล ดังนั้นจึงเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นโน้มถ่วงที่สำคัญ สายจักรวาลที่มีความยาวประมาณหนึ่งกิโลเมตรอาจมีมวลมากกว่าโลก
อย่างไรก็ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายว่าศักย์โน้มถ่วงของเส้นสายตรงจะหายไป: ไม่มีแรงโน้มถ่วงกระทำต่อสสารรอบข้างที่อยู่นิ่ง ผลกระทบทางแรงโน้มถ่วงเพียงอย่างเดียวของเส้นสายจักรวาลตรงคือการเบี่ยงเบนสัมพัทธ์ของสสาร (หรือแสง) ที่ผ่านเส้นสายในด้านตรงข้าม (เป็นผลทางโทโพโลยีล้วนๆ) เส้นสายจักรวาลแบบปิดจะมีแรงโน้มถ่วงในลักษณะที่ธรรมดากว่า
ในระหว่างการขยายตัวของจักรวาล เส้นใยจักรวาลจะก่อตัวเป็นเครือข่ายของวงวน และในอดีตเคยเชื่อกันว่าแรงโน้มถ่วงของพวกมันอาจเป็นสาเหตุของการรวมตัวกันของสสารในกระจุกกาแล็กซีขนาดใหญ่ ในตอนแรก แต่ปัจจุบันมีการคำนวณแล้วว่าการมีส่วนร่วมของพวกมันในการก่อตัวของโครงสร้างในจักรวาลนั้นน้อยกว่า 10%
สายคอสมิกมวลลบ
แบบจำลองมาตรฐานของสายคอสมิกเป็นโครงสร้างทางเรขาคณิตที่มีมุมขาดหายไป ซึ่งทำให้เกิดแรงตึงและมีมวลเป็นบวก ในปี 1995 Visser และคณะได้เสนอว่าในทางทฤษฎีแล้วสายคอสมิกอาจมีอยู่ได้ด้วยมุมที่เกินมา ซึ่งทำให้เกิดแรงตึงเป็นลบและมีมวลเป็นลบความเสถียรของ สาย สสารที่แปลกประหลาด เช่นนี้ เป็นปัญหา อย่างไรก็ตาม พวกเขาแนะนำว่าหากสายที่มีมวลเป็นลบถูกพันรอบรูหนอนในเอกภพยุคแรก รูหนอนดังกล่าวอาจมีความเสถียรเพียงพอที่จะดำรงอยู่ได้ในปัจจุบัน[ 4 ] [ 5 ]
สายคอสมิกวิกฤตยิ่งยวด
รูปทรงภายนอกของสายคอสมิก (ตรง) สามารถมองเห็นได้ในแผนภาพการฝังตัวดังนี้: เมื่อพิจารณาพื้นผิวสองมิติที่ตั้งฉากกับสายคอสมิก รูปทรงของมันจะเป็นรูปกรวย ซึ่งได้มาจากการตัดส่วนโค้งมุม δ ออกแล้วนำขอบมาประกบกัน มุมที่ลดลง δ มีความสัมพันธ์เชิงเส้นกับแรงตึงของสายคอสมิก (= มวลต่อหน่วยความยาว) กล่าวคือ ยิ่งแรงตึงมากเท่าไร กรวยก็จะยิ่งชันมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น δ จะมีค่าถึง 2π สำหรับค่าวิกฤตค่าหนึ่งของแรงตึง และกรวยจะเปลี่ยนรูปเป็นทรงกระบอก (ในการมองเห็นภาพนี้ เราต้องนึกถึงสายคอสมิกที่มีความหนาจำกัด) สำหรับค่าที่มากกว่านั้น หรือค่า "วิกฤตยิ่งยวด" δ จะมีค่าเกิน 2π และรูปทรงภายนอก (สองมิติ) จะปิดลง (กลายเป็นรูปทรงกะทัดรัด) จนไปสิ้นสุดที่จุดเอกฐานรูปกรวย
อย่างไรก็ตาม รูปทรงเรขาคณิตคงที่นี้ไม่เสถียรในกรณีวิกฤตยิ่งยวด (ต่างจากแรงตึงที่ต่ำกว่าวิกฤต): การรบกวนเล็กน้อยนำไปสู่ปริภูมิเวลาแบบไดนามิกซึ่งขยายตัวในทิศทางแกนด้วยอัตราคงที่ ภายนอก 2 มิติยังคงกะทัดรัด แต่สามารถหลีกเลี่ยงภาวะเอกฐานรูปกรวยได้ และภาพการฝังตัวคือซิการ์ที่กำลังเติบโต สำหรับแรงตึงที่มากขึ้น (เกินค่าวิกฤตประมาณ 1.6 เท่า) สายจะไม่สามารถคงเสถียรภาพในทิศทางรัศมีได้อีกต่อไป[ 6 ]
ตามความเป็นจริงแล้ว คาดว่าแรงตึงของสายจักรวาลจะต่ำกว่าค่าวิกฤตประมาณ 6 อันดับความ magnitude และจึงอยู่ในสภาวะต่ำกว่าวิกฤตเสมอ อย่างไรก็ตาม โซลูชันสายจักรวาลที่ขยายตัวอาจมีความเกี่ยวข้องในบริบทของ จักรวาลวิทยาแบบ แบรน (brane cosmology ) ซึ่งสายจักรวาลจะถูกยกระดับไปเป็นแบรน 3 มิติ (ซึ่งสอดคล้องกับเอกภพของเรา) ในปริมาตร 6 มิติ
หลักฐานจากการสังเกต
เดิมทีเชื่อกันว่าอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงจากสายใยจักรวาลอาจมีส่วนทำให้เกิดการรวมตัวกันเป็นก้อนขนาดใหญ่ของสสารในจักรวาล แต่สิ่งที่ทราบในปัจจุบันจากการสำรวจกาแล็กซีและการวัดค่าความคลาดเคลื่อนของรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (CMB) อย่างแม่นยำนั้น สอดคล้องกับการวิวัฒนาการที่เกิดจากการผันผวนแบบสุ่มและแบบเกาส์เซียนการสังเกตการณ์ที่แม่นยำเหล่านี้จึงมีแนวโน้มที่จะตัดความเป็นไปได้ที่สายใยจักรวาลจะมีบทบาทสำคัญ และในปัจจุบันเป็นที่ทราบกันว่าการมีส่วนร่วมของสายใยจักรวาลต่อ CMB นั้นไม่เกิน 10%
การสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงของสายใยจักรวาลโดยทั่วไปนำไปสู่การก่อตัวของปลายแหลมและรอยหักงอซึ่งจะทำให้บางส่วนของสายใยแยกตัวออกเป็นห่วงเดี่ยวๆ ห่วงเหล่านี้มีอายุขัยจำกัดและสลายตัว (ส่วนใหญ่) ผ่านการแผ่รังสีความโน้มถ่วงการแผ่รังสีนี้ซึ่งนำไปสู่สัญญาณที่แรงที่สุดจากสายใยจักรวาลอาจตรวจจับได้ในหอดูดาวคลื่นความโน้มถ่วงคำถามสำคัญที่ยังเปิดอยู่คือ ห่วงที่แยกตัวออกนั้นจะส่งผลกระทบย้อนกลับหรือเปลี่ยนแปลงสถานะเริ่มต้นของสายใยจักรวาลที่ปล่อยรังสีมากน้อยเพียงใด ผลกระทบย้อนกลับดังกล่าวเกือบจะถูกละเลยในการคำนวณเสมอ และเป็นที่ทราบกันดีว่ามีความสำคัญ แม้แต่สำหรับการประมาณค่าในระดับขนาดก็ตาม
การเลนส์ความโน้มถ่วงของกาแล็กซีโดยส่วนตรงของสายคอสมิกจะสร้างภาพสองภาพที่เหมือนกันและไม่บิดเบี้ยวของกาแล็กซี ในปี 2546 กลุ่มที่นำโดยมิคาอิล ซาซิน รายงานการค้นพบโดยบังเอิญของกาแล็กซีสองแห่งที่ดูเหมือนเหมือนกันอยู่ใกล้กันมากบนท้องฟ้า ทำให้เกิดการคาดการณ์ว่าได้พบสายคอสมิกแล้ว[ 7 ]อย่างไรก็ตาม การสังเกตการณ์โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในเดือนมกราคม 2548 แสดงให้เห็นว่าพวกมันเป็นกาแล็กซีที่คล้ายกันสองดวง ไม่ใช่ภาพสองภาพของกาแล็กซีเดียวกัน[ 8 ] [ 9 ]สายคอสมิกจะสร้างภาพซ้ำที่คล้ายกันของการผันผวนในพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาลซึ่งคิดว่าอาจตรวจจับได้โดยภารกิจPlanck Surveyor [ 10 ]อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ข้อมูลจากภารกิจ Planck ในปี 2556 ไม่พบหลักฐานใด ๆ ของสายคอสมิก[ 11 ]
หลักฐานชิ้นหนึ่งที่สนับสนุนทฤษฎีสายใยจักรวาลคือปรากฏการณ์ที่สังเกตได้จากการสังเกตการณ์ "ควาซาร์ คู่ " ที่เรียกว่าQ0957+561A,B ควาซาร์นี้ ถูกค้นพบครั้งแรกโดยเดนนิส วอลช์บ็อบ คาร์สเวลล์ และเรย์ เวย์แมนน์ในปี 1979 ภาพคู่ของควาซาร์นี้เกิดจากกาแล็กซีที่อยู่ระหว่างควาซาร์กับโลก ผลกระทบจาก เลนส์ความโน้มถ่วงของกาแล็กซีตัวกลางนี้ทำให้แสงของควาซาร์เบี่ยงเบนไปตามเส้นทางสองเส้นที่มีความยาวต่างกันมายังโลก ผลก็คือเราเห็นภาพสองภาพของควาซาร์เดียวกัน โดยภาพหนึ่งมาถึงหลังจากอีกภาพหนึ่งในเวลาไม่นานนัก (ประมาณ 417.1 วันต่อมา) อย่างไรก็ตาม ทีมงานนักดาราศาสตร์จากศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ฮาร์วาร์ด-สมิธโซ เนียน นำโดยรูดอล์ฟ ชิลด์ ได้ ศึกษาควาซาร์นี้และพบว่าในช่วงระหว่างเดือนกันยายน 1994 ถึงกรกฎาคม 1995 ภาพทั้งสองดูเหมือนจะไม่มีความล่าช้าของเวลา การเปลี่ยนแปลงความสว่างของภาพทั้งสองเกิดขึ้นพร้อมกันในสี่โอกาสที่แตกต่างกัน ชิลด์และทีมของเขาเชื่อว่าคำอธิบายเดียวสำหรับการสังเกตนี้คือสายคอสมิกผ่านระหว่างโลกและควาซาร์ในช่วงเวลาดังกล่าวโดยเดินทางด้วยความเร็วสูงมากและแกว่งไปมาด้วยคาบประมาณ 100 วัน[ 12 ]
จนถึงปี 2023 ขอบเขตที่ไวที่สุดเกี่ยวกับพารามิเตอร์ของสายคอสมิกมาจากการไม่ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงโดยข้อมูล จาก อาร์เรย์จับเวลาพัลซาร์[ 13 ]การตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงครั้งแรกด้วยอาร์เรย์จับเวลาพัลซาร์ได้รับการยืนยันในปี 2023 [ 14 ] [ 15 ]หอดูดาวคลื่นความโน้มถ่วงแบบเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรเมตรบนโลก(LIGO) และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงในอวกาศLaser Interferometer Space Antenna (LISA) จะค้นหาคลื่นความโน้มถ่วงและน่าจะมีความไวเพียงพอที่จะตรวจจับสัญญาณจากสายคอสมิกได้ หากความตึงของสายคอสมิกที่เกี่ยวข้องไม่น้อยเกินไป
ทฤษฎีสตริงและสตริงจักรวาล
ในช่วงแรกเริ่มของทฤษฎีสตริง ทั้งนักทฤษฎีสตริงและนักทฤษฎีสตริงจักรวาลต่างเชื่อว่าไม่มีความเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างซูเปอร์สตริงและสตริงจักรวาล (ชื่อเหล่านี้ถูกเลือกโดยอิสระโดยการเปรียบเทียบกับสตริงธรรมดา ) ความเป็นไปได้ของการสร้างสตริงจักรวาลในจักรวาลยุคแรกเริ่มนั้นถูกจินตนาการขึ้นครั้งแรกโดยนักทฤษฎีสนามควอนตัมTom Kibbleในปี 1976 [ 1 ]และนี่เป็นจุดเริ่มต้นของความสนใจในสาขานี้
ในปี พ.ศ. 2528 ระหว่างการปฏิวัติซูเปอร์สตริงครั้งแรกเอ็ดเวิร์ด วิทเทนได้พิจารณาถึงความเป็นไปได้ที่ซูเปอร์สตริงพื้นฐานจะถูกสร้างขึ้นในจักรวาลยุคแรกและยืดออกไปจนถึงระดับมหภาค ซึ่งในกรณีนี้ (ตามระบบการตั้งชื่อของทอม คิบเบิล) พวกมันจะถูกเรียกว่าซูเปอร์สตริงจักรวาล[ 16 ]เขาได้สรุปว่าหากพวกมันถูกสร้างขึ้น พวกมันจะสลายตัวเป็นสตริงที่เล็กกว่าก่อนที่จะถึงระดับมหภาค (ในกรณีของ ทฤษฎี ซูเปอร์สตริงประเภทที่ 1 ) พวกมันจะปรากฏเป็นขอบเขตของกำแพงโดเมน เสมอ ซึ่งแรงตึงจะบังคับให้สตริงยุบตัวลงแทนที่จะเติบโตไปจนถึงระดับจักรวาล (ในบริบทของ ทฤษฎี ซูเปอร์สตริงเฮเทอโรติก ) หรือหากมี ระดับ พลังงานลักษณะเฉพาะใกล้เคียงกับพลังงานพลังค์พวกมันจะถูกสร้างขึ้นก่อน การขยาย ตัวของจักรวาลและด้วยเหตุนี้จึงถูกเจือจางไปกับการขยายตัวของจักรวาลและไม่สามารถสังเกตได้
หลายสิ่งหลายอย่างเปลี่ยนแปลงไปมากนับตั้งแต่ยุคแรกเริ่มเหล่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากการปฏิวัติซูเปอร์สตริงครั้งที่สองปัจจุบันเป็นที่ทราบกันแล้วว่าทฤษฎีสตริงนั้น นอกจากสตริงพื้นฐานที่กำหนดทฤษฎีแบบรบกวนแล้ว ยังประกอบด้วยวัตถุหนึ่งมิติอื่นๆ เช่น ดีสตริง และวัตถุที่มีมิติสูงกว่า เช่น ดีเบรน เอ็นเอสเบรน และเอ็มเบรน ซึ่งถูกพันรอบบางส่วนในมิติปริภูมิเวลาภายในที่กะทัดรัด ในขณะที่ขยายตัวในมิติที่ไม่กะทัดรัดหนึ่งมิติ ความเป็นไปได้ของมิติที่กะทัดรัดขนาดใหญ่และปัจจัยการบิดเบี้ยว ขนาดใหญ่ ทำให้สตริงมีแรงตึงต่ำกว่าระดับพลังค์มาก
นอกจากนี้ การค้นพบความสัมพันธ์แบบคู่ตรงข้ามต่างๆ ยังชี้ให้เห็นว่า แท้จริงแล้วสตริงประเภทต่างๆ ที่ดูแตกต่างกันเหล่านี้ ล้วนเป็นวัตถุเดียวกัน เพียงแต่ปรากฏอยู่ในบริเวณต่างๆ ของปริภูมิพารามิเตอร์เท่านั้นการพัฒนาใหม่เหล่านี้ได้จุดประกายความสนใจในสตริงจักรวาลอีกครั้ง โดยเริ่มตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 2000
ในปี 2002 เฮนรี ไทและผู้ร่วมงานได้ทำนายการสร้างซูเปอร์สตริงจักรวาลในช่วงสุดท้ายของ การขยายตัว ของแบรน[ 17 ] ซึ่งเป็นการสร้างจักรวาลยุคแรกตามทฤษฎีสตริงที่นำไปสู่จักรวาลที่กำลังขยายตัวและการขยายตัวของจักรวาล ต่อมานักทฤษฎีสตริง โจเซฟ โพลชินสกีตระหนักว่าจักรวาลที่กำลังขยายตัวอาจยืดสตริง "พื้นฐาน" (ชนิดที่ทฤษฎีซูเปอร์สตริงพิจารณา) จนมีขนาดเท่ากับจักรวาล สตริงที่ยืดออกเช่นนี้จะแสดงคุณสมบัติหลายอย่างของสตริง "จักรวาล" แบบเก่า ทำให้การคำนวณแบบเก่ากลับมามีประโยชน์อีกครั้ง ดังที่นักทฤษฎีทอม คิบเบิลกล่าวไว้ว่า "นักจักรวาลวิทยาทฤษฎีสตริงได้ค้นพบสตริงจักรวาลที่ซ่อนตัวอยู่ทุกหนทุกแห่งในป่าทึบ" ข้อเสนอแบบเก่าสำหรับการตรวจจับสตริงจักรวาลสามารถนำมาใช้เพื่อตรวจสอบทฤษฎีซูเปอร์สตริงได้ในขณะนี้
ซูเปอร์สตริง ดีสตริง หรือวัตถุที่มีลักษณะเป็นเส้นยาวอื่นๆ ที่กล่าวถึงข้างต้น หากยืดออกไปจนถึงระดับระหว่างกาแล็กซี จะแผ่คลื่นความโน้มถ่วงออกมา ซึ่งสามารถตรวจจับได้โดยใช้การทดลองต่างๆ เช่น LIGO และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการทดลองคลื่นความโน้มถ่วงในอวกาศ LISA นอกจากนี้ยังอาจทำให้เกิดความผิดปกติเล็กน้อยในพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาล ซึ่งละเอียดอ่อนเกินกว่าจะตรวจจับได้ในปัจจุบัน แต่ก็อาจอยู่ในขอบเขตของการสังเกตได้ในอนาคต
โปรดทราบว่าข้อเสนอส่วนใหญ่เหล่านี้ขึ้นอยู่กับพื้นฐานทางจักรวาลวิทยาที่เหมาะสม (เช่น สตริง, แบรน ฯลฯ) และยังไม่มีการยืนยันเชิงทดลองที่น่าเชื่อถือใด ๆ จนถึงปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม สตริงจักรวาลเป็นช่องทางหนึ่งในการศึกษาทฤษฎีสตริง หากมีการสังเกตสตริงจักรวาล ซึ่งเป็นไปได้จริงสำหรับแบบจำลองสตริงทางจักรวาลวิทยาหลายแบบ นี่จะเป็นหลักฐานเชิงทดลองแรกของแบบจำลองทฤษฎีสตริงที่อยู่เบื้องหลังโครงสร้างของกาลอวกาศ
เครือข่ายสายใยจักรวาล
มีความพยายามมากมายในการตรวจจับร่องรอยของเครือข่ายสายจักรวาล[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]
การประยุกต์ใช้งานที่เป็นไปได้
ในปี พ.ศ. 2529 จอห์น จี. เครเมอร์เสนอว่ายานอวกาศที่ติดตั้งขดลวดแม่เหล็กสามารถเดินทางไปตามสายจักรวาลได้ คล้ายกับที่ รถไฟ แม่เหล็กเดินทางไปตามราง[ 21 ]
ดูเพิ่มเติม
- ข้อบกพร่องเชิงทอพอโลยีแบบศูนย์มิติ: โมโนโพลแม่เหล็ก
- ข้อบกพร่องเชิงทอพอโลยีแบบ 2 มิติ: ผนังโดเมน (ตัวอย่างของข้อบกพร่องเชิงทอพอโลยีแบบ 1 มิติ: สายคอสมิก)
- วงสายจักรวาลที่เสถียรด้วยกระแสยิ่งยวดเฟอร์มิออน: วอร์ตัน
ลิงก์ภายนอก
- มุมมองทางศิลปะของ Cosmic Strings
- การจำลองสายใยจักรวาล
- http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gr/public/cs_interact.html
- Sazhin, M.; Longo, G.; Capaccioli, M.; Alcala, JM; Silvotti, R.; Covone, G.; Khovanskaya, O.; Pavlov, M.; Pannella, M.; และคณะ (2003). "CSL-1: ผลกระทบจากการฉายภาพโดยบังเอิญหรือการค้นพบเลนส์ความโน้มถ่วงที่เกิดจากสายจักรวาลโดยบังเอิญ?" . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 343 (2): 353. arXiv : astro-ph/0302547 . Bibcode : 2003MNRAS.343..353S . doi : 10.1046/j.1365-8711.2003.06568.x . S2CID 18650564 .
- Schild, R.; Masnyak, IS; Hnatyk, BI; Zhdanov, VI (2004). "ความผันผวนที่ผิดปกติในการสังเกตการณ์ของ Q0957+561 A,B: หลักฐานชิ้นสำคัญของสายจักรวาล?" ดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ 422 ( 2): 477– 482. arXiv : astro-ph/0406434 . Bibcode : 2004A&A...422..477S . doi : 10.1051/0004-6361:20040274 . S2CID 16939392 .
- Kibble, TWB (2004). "สายใยจักรวาลเกิดใหม่หรือ?". arXiv : astro-ph/0410073 .
- โล, เอมี เอส.; ไรท์, เอ็ดเวิร์ด แอล. (2005). "ร่องรอยของสายจักรวาลในพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาล". arXiv : astro-ph/0503120 .
- Sazhin, M.; Capaccioli, M.; Longo, G.; Paolillo, M.; Khovanskaya, O. (2006). "การสังเกตการณ์สเปกโทรสโกปีเพิ่มเติมของวัตถุ CSL 1" The Astrophysical Journal . 636 (1): L5– L8. arXiv : astro-ph/0506400 . Bibcode : 2006ApJ...636L...5S . doi : 10.1086/499429 . S2CID 10176938 .
- Agol, Eric; Hogan, Craig; Plotkin, Richard (2006). "ภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลไม่รวมเลนส์สายคอสมิก" Physical Review D . 73 (8) 87302. arXiv : astro-ph/0603838 . Bibcode : 2006PhRvD..73h7302A . doi : 10.1103/PhysRevD.73.087302 . S2CID 119450257 .
- ดร. คิป ธอร์น , ITP และ Caltech การบิดเบี้ยวของกาลอวกาศและควอนตัม: ภาพอนาคตที่แวบเข้ามาสไลด์บรรยายและไฟล์เสียง
- สตริงจักรวาลและซูเปอร์สตริงบน arxiv.org
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สายใยจักรวาล
สายจักรวาล เป็น ข้อบกพร่องทางทอพอโลยีแบบ 1 มิติในเชิงสมมติฐานซึ่งอาจเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนเฟสที่ทำลายสมมาตร ในเอกภพยุคแรก เมื่อทอพอโลยีของ แมนิโฟลด์...
ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับสายใยจักรวาล
ตัวอย่างต้นแบบของทฤษฎีสนามที่มีสายจักรวาลคือ แบบจำลองฮิกส์แบบอาเบเลียน คาดว่าทฤษฎีสนามควอนตัมและสายจักรวาลในทฤษฎีสตริงจะมีคุณสมบัติหลายอย่างที่เหมือนกัน แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อกำหนดคุณลักษณะที่แตกต่างกันอย่างแม่นยำ เช่น สาย F...
มิติ
หากสายใยจักรวาลมีอยู่จริง มันจะเป็น ข้อบกพร่องทางทอพอโลยีที่ บางมาก โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในลำดับ ขนาด เดียวกับโปรตอน กล่าวคือ ~1 fm หรือเล็กกว่านั้น เนื่องจากขนาดนี้เล็กกว่าขนาดจักรวาลใดๆ มาก สายใยเหล่านี้จึงมักถูกศึกษาภายใต้สมมติฐานความกว้างเป็นศูนย์...
แรงโน้มถ่วง
สายคือการเบี่ยงเบนทางเรขาคณิตจาก เรขาคณิตแบบยุคลิด ในปริภูมิเวลาซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยการขาดมุม: วงกลมรอบนอกของสายจะมีมุมรวมน้อยกว่า 360° [ 3 ] จาก ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ข้อบกพร่องทางเรขาคณิตดังกล่าวจะต้องอยู่ในสภาวะตึงเครียด และจะปรากฏออกมาในรูปของมวล...