Ute fragt:

Ich bin auf der Suche nach einem Begriff, den ich in einem Artikel aus dem New Scientist (print) gefunden habe.
Dort heisst es:

....Meanwhile, could braneworlds bang on the big bang? "They provide a natural candidate for the beinning of the Universe," claims Neil Turok of Cambridge University. This year Turok, along with Paul Steinhard and Justin Khoury of Princeten University and Burt Ovrut of the University of Pennsylvania, came out with the idea that the big bang might have been more of a grand slam.

In their picture, "our 3-brane universe" was once cold and empty. Then one day another brane came out of the fifth dimension and smacked into ours, releasing enough energy to crate all the matter in our Universe.

Was bedeutet das 3-brane universe hier. Wie kann ich mir das vorstellen? Besteht das Universum aus drei Branen oder ist das 3-brane universe ein dreidimensionales?

Antwort:

Was Du da im Web gefunden hast ist ein neues Modell, die Entstehung des Universums ohne die Urknalltheorie zu erklären.

Dieses sogenannte ekpyrotische Modell basiert auf der Superstring- bzw. der so genannten heterotischen M- Theorie.
Danach sind 6 zusätzliche Dimensionen (die Raumzeit hat ja 4) in einem Bereich von 10^-35 [m] zu einen schwingenden String aufgewickelt. Je nach Art und Stärke der Schwingung stellt solch ein String eines der vielen Teilchen dar, z.B. Elektronen oder Quarks.

Eine weitere Dimension ist nun nicht aufgewickelt, sondern ähnelt einem Strich mit einer Länge von 10^-35 bis 10^-31 [m], der durch zwei Raumpunkte begrenzt wird. Im vierdimensionalen Raum entsprechen diese Punkte dreidimensionalen Gebilden, den sogenannten Drei- Branen, abgeleitet von Membran. Es ist also eine Membran, die in 3 Dimensionen schwingt, aus 11 Dimensionen besteht, von denen 6 sehr klein aufgerollt sind und nur eine mit einer sehr kleinen, endlichen Ausdehnung.

Unser gesamtes Universum könnte eine solche 3- Bran sein, alle Naturkräfte und alle Teilchen würden sich auf dieser Bran ausbreiten. Nur die Gravitation könnte den Raum zwischen den beiden Randpunkten überbrücken.
Nach dem ekpyrotischen Modell könnte nun neben der einen 3- Bran durch Quantenfluktuationen eine zweite entstanden sein. Sie könnte von der anderen Rand- Bran angezogen worden sein, so dass es zur Kollision kam. Daraus entsand dann ein mit sehr heißer Materie ausgefülltes Randuniversum, und ein darin befindlicher Beobachter hat das Empfinden, als würde es expandieren, ganz so als wäre es aus einem Urknall hervorgegangen.

Ich gebe zu, das klingt alles ein wenig abenteuerlich und ist nicht gerade einfach zu verstehen. Dazu musst Du bedenken, dass die gesamte String- Theorie und alle daraus hervorgegangenen Modelle rein mathematischer Natur sind. Aus diesen Theorien gehen im Gegensatz zur Urknalltheorie bisher keine im Experiment nachprüfbaren Vorhersagen hervor. Immerhin ist es aber eine sehr elegante Lösung für so manches noch bestehende Problem

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