La idea central es que el espacio-tiempo visible, de cuatro dimensiones, está restringido a una brana dentro de un espacio de dimensiones superiores , llamado el "bulto" (también conocido como "hiperespacio"). Si las dimensiones adicionales son compactas , entonces el universo observado contiene la dimensión extra, y entonces no es apropiada ninguna referencia al volumen. En el modelo del volumen, al menos algunas de las dimensiones extra son extensas (posiblemente infinitas), y otras branas pueden estar moviéndose a través de este volumen. Las interacciones con el volumen, y posiblemente con otras branas, pueden influir en nuestra brana y, por lo tanto, introducir efectos no observados en los modelos cosmológicos más estándar.
¿Por qué la gravedad es débil y la constante cosmológica es pequeña?
Algunas versiones de la cosmología de branas, basadas en la idea de la gran dimensión extra , pueden explicar la debilidad de la gravedad en relación con las otras fuerzas fundamentales de la naturaleza, resolviendo así el problema de la jerarquía . En la imagen de branas, la fuerza electromagnética , nuclear débil y nuclear fuerte están localizadas en la brana, pero la gravedad no tiene tal restricción y se propaga en todo el espacio-tiempo, llamado el volumen. Gran parte del poder de atracción gravitatoria se "filtra" en el volumen. Como consecuencia, la fuerza de la gravedad debería parecer significativamente más fuerte en escalas pequeñas (subatómicas o al menos submilimétricas), donde se ha "filtrado" menos fuerza gravitatoria. Actualmente se están realizando varios experimentos para probar esto. [1] Las extensiones de la idea de la gran dimensión extra con supersimetría en el volumen parecen ser prometedoras para abordar el llamado problema de la constante cosmológica . [2] [3] [4]
Modelos de cosmología de branas
Uno de los primeros intentos documentados de aplicar la cosmología de branas como parte de una teoría conceptual data de 1983. [5]
Los autores discutieron la posibilidad de que el Universo tenga dimensiones, pero que las partículas ordinarias estén confinadas en un pozo de potencial que es estrecho a lo largo de las direcciones espaciales y plano a lo largo de otras tres, y propusieron un modelo particular de cinco dimensiones.
En 1998/99, Merab Gogberashvili publicó en arXiv una serie de artículos donde demostró que si se considera el Universo como una capa delgada (un sinónimo matemático de "brana") que se expande en un espacio de 5 dimensiones, entonces existe la posibilidad de obtener una escala para la teoría de partículas correspondiente a la constante cosmológica de 5 dimensiones y al espesor del Universo, y así resolver el problema de la jerarquía . [6] [7] Gogberashvili también demostró que la tetradimensionalidad del Universo es el resultado del requisito de estabilidad encontrado en las matemáticas, ya que el componente adicional de las ecuaciones de campo de Einstein que dan la solución confinada para los campos de materia coincide con una de las condiciones de estabilidad. [8]
En 1999 se propusieron los escenarios de Randall-Sundrum , estrechamente relacionados , RS1 y RS2 (véase el modelo de Randall-Sundrum para una explicación no técnica de RS1). Estos modelos particulares de cosmología de branas han atraído una considerable atención. Por ejemplo, en 2000 se propuso el modelo relacionado de Chung-Freese, que tiene aplicaciones para la ingeniería métrica del espacio-tiempo. [9]
Más tarde, aparecieron las propuestas ecpirótica y cíclica . La teoría ecpirótica plantea la hipótesis de que el origen del universo observable se produjo cuando dos branas paralelas colisionaron. [10]
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Enlaces externos
Cosmología de branas en arxiv.org.
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Atajos dimensionales: evidencia de la existencia de neutrinos estériles (agosto de 2007; Scientific American)
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