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Wie man ein Multiversum baut
Metamaterialien sind Stoffe, bei denen Physiker an der Fähigkeit eines Materials herumgefummelt haben, elektrische und magnetische Felder zu unterstützen. Sie können so konstruiert sein, dass sie elektromagnetische Wellen um, über und hinter Objekten lenken, um Unsichtbarkeitsmäntel zu erzeugen, die Objekte verbergen.
Wenn das ein wenig nach der Art und Weise klingt, wie Gravitationsfelder Licht biegen können, dann werden Sie nicht überrascht sein zu erfahren, dass es eine formale mathematische Analogie zwischen optischen Metamaterialien und der allgemeinen Relativitätstheorie gibt.
Die Idee, dass alles, was Einstein tun kann, auch Metamaterialien können, hat das Interesse am elektromagnetischen Raum explodieren lassen. Physiker haben bereits Schwarze Löcher untersucht, die Licht einsaugen, aber nicht wieder herauslassen, und Wurmlöcher, die verschiedene Regionen des elektromagnetischen Raums verbinden.
Heute sagt Igor Smolyaninov von der University of Maryland in College Park, dass die Analogie zur Raumzeit viel weitergeführt werden kann. Er sagt, es sei möglich, Metamaterialien zu schaffen, die den verschiedenen Arten von Räumen entsprechen, die sich Kosmologen ausgedacht haben, um Aspekte des Universums zu erklären.
In diesen Theorien kann der Raum eine unterschiedliche Anzahl von Dimensionen haben, die sich früh in der Geschichte des Universums verdichten und die drei Dimensionen des Raums und der Zeit (3+1) hinterlassen, die wir heute sehen. In Symmetrien dieser Räume hängen die Dimensionen und die Art und Weise, wie sie verdichtet sind, ab und dies wiederum bestimmt die Gesetze der Physik in diesen Bereichen.
Es stellt sich heraus, sagt Smolyaninov, dass es möglich ist, Metamaterialien mit elektromagnetischen Räumen zu schaffen, in denen einige Dimensionen kompaktiert sind. Er sagt, es sei sogar möglich, Substanzen zu erzeugen, bei denen die Räume von Region zu Region variieren, also könnte ein Raum mit 2 gewöhnlichen und 2 kompaktifizierten Dimensionen an einen Raum mit nur 2 gewöhnlichen Dimensionen angrenzen und auch mit einem 2d-Raum mit 1 . verbunden sein verdichtete Dimension und so weiter.
Besonders interessant wären die Wurmlöcher, die Übergänge zwischen diesen Regionen herstellen. Es sollte möglich sein, die Geburt von Photonen in diesen Regionen zu beobachten, und es gibt sogar einen Sinn, in dem der Übergang die Geburt eines neuen Universums darstellen könnte. Ein ähnlicher topologischer Übergang könnte unser eigenes Universum hervorgebracht haben, sagt Smolyaninov.
Er zeigt weiter, dass diese Materialien verwendet werden können, um ein Multiversum zu schaffen, in dem verschiedene Universen unterschiedliche Eigenschaften haben. Tatsächlich sollte es möglich sein, Universen zu erschaffen, in denen verschiedene Gesetze der Physik auftauchen.
Das eröffnet ein neues Gebiet für optische Geräte. Smolyaninov nennt als Beispiel elektromagnetische Universen, in denen sich Photonen je nach der Topologie des Raums und den daraus resultierenden physikalischen Gesetzen wie massiv, masselos oder geladen verhalten.
Welche Geräte dieses Verhalten ausnutzen könnten, ist noch nicht klar. Wenn dir welche einfallen, poste sie hier. Dies ist eindeutig ein Feld, das im Moment nur durch den Verstand des Designers begrenzt zu sein scheint.
Ref: arxiv.org/abs/1005.1002 : Metamaterial-Multiversum