Стремление к математическому описанию физического мира, объединяющего очевидные различия между известными частицами и силами, привело физиков к замечательному выводу, что вселенная населяет не только 4 измерения пространства и времени, но и гораздо большую арену, размерность которой может быть огромным (см. Пространство имеет более 3-х измерений?). Обе теории суперструн и SUSY GUT согласны с тем, что наш физический мир должен иметь более четырех измерений, о которых мы привыкли думать. Замечательная особенность теории суперструн состоит в том, что из всех возможных размерностей для пространства-времени, только в 10-ти измерениях (9 пространственных и 1 временном измерении) теория приведет к вычислительно конечной и внутренне непротиворечивой модели для физического мира, включающей слабый взаимодействие с самого начала, и где все неприятные аномалии точно исчезают. В таком 10-мерном мире предполагается, что 6 измерений теперь обернуты или «компактифицированы» в крошечные сферы, которые сопровождают 4 координаты каждой точки в пространстве-времени.
Как будет выглядеть описание ранней вселенной с этой новой точки зрения? Предполагается, что 6 внутренних размеров имеют размер порядка 10 см.
По мере того, как мы следим за историей Вселенной во времени, 3 больших измерения пространства быстро уменьшаются, пока в конечном итоге они не станут всего лишь 10 см в размерах. Это произошло во время Планковской эры, через 10 секунд после события создания. Появление вселенной в этих условиях практически невообразимо. Сегодня, когда мы смотрим на самый отдаленный квазар, мы видим их на расстоянии миллиардов световых лет. В эпоху Планка материя, составляющая эти далекие системы, находилась всего в 10 см от материала, из которого состоит ваше тело!
Что такого особенного в этой эпохе, что только 4 из 10 измерений были выделены, чтобы вырасти до их огромных нынешних размеров? Почему не 3 (2 пробела + 1 время) или 5 (4 пробела + 1 время)? Физикам пока не удалось разработать объяснение этой фундаментальной загадки нашего пленума, с другой стороны, может быть, просто если бы пространственный разрыв пространства-времени отличался от «4 + 6», физические законы, которыми мы являемся продукты, были бы совершенно негостеприимны к жизни, как мы ее знаем.
По мере того, как мы неуклонно следуем истории вселенной и даже в более ранние времена, кажется, что вселенная вступает во все более и более симметричное состояние. Вселенная через 10 секунд после Большого взрыва, возможно, была заполнена сверхмассивными частицами с массой 10 15 ГэВ или около 10 -13 граммов каждая. Эти частицы в конечном итоге распались на знакомые кварки и лептоны, когда вселенная стала холоднее по мере расширения. Кроме того, на эти частицы мог воздействовать только один «суперсил»; сила, характер которой содержал все отдельные атрибуты, которые мы теперь связываем с гравитацией, электромагнетизмом и сильными и слабыми ядерными силами. Поскольку частицы, несущие «сверхсилу», имели массы, подобные массам сверхмассивных частиц, сосуществующих тогда,
Выход за пределы Планковской эры может потребовать радикальных изменений в нашем обычном мышлении о времени и пространстве. Только проблески подходящего взгляда на этот многомерный ландшафт можно найти в уравнениях и теориях современной физики. За пределами Планковской эры все 10 измерений (и, возможно, другие) становятся равными, по крайней мере, с точки зрения их физического размера. Сверхмассивные частицы суперструн начинают приобретать больше характеристик флуктуаций геометрии пространства-времени, чем различимые ингредиенты в изначальном, космологическом «супе». Не было единой, уникальной геометрии для пространства-времени, а вместо этого постоянно изменяющееся квантовое взаимодействие между пространством-временем с неограниченным диапазоном в геометрии. Как звуковые волны, которые объединяются друг с другом, создавая помехи и усиление,
Был ли там свет? Поскольку большинство фотонов, вероятно, не было создано в больших количествах, по крайней мере, до начала инфляционного эпизода, через 10 -36 секунд после Большого взрыва, немыслимо, что в самые ранние моменты вселенная родилась из тьмы а не в ослепительной вспышке света. Все, что существовало в этой темноте до появления света, было пустым пространством, из которого позднее появилось наше 10-мерное пространство-время. Конечно, в этих условиях неясно, как мы должны продолжать думать о самом времени.
С точки зрения доступных сегодня теорий, вполне может быть, что конкретное измерение, которое мы называем Временем, имело определенную нулевую точку, так что мы даже не можем логически говорить о том, что произошло до того, как существовало время. Концепция «до» основана на презумпции временного порядка. Путешественник, стоящий на северном полюсе, никогда не сможет двигаться в положение на земле, которое находится в 1 миле к северу от севера!
