Jak zbudować wieloświat?

Metamateriały to substancje, w których fizycy majstrowali przy zdolności materiału do podtrzymywania pól elektrycznych i magnetycznych. Mogą być zaprojektowane do kierowania falami elektromagnetycznymi wokół, nad i za obiektami w celu stworzenia peleryny-niewidki, która ukrywa obiekty.

Jeśli brzmi to trochę jak sposób, w jaki pola grawitacyjne mogą zaginać światło, nie zdziwi cię, że istnieje formalna matematyczna analogia między metamateriałami optycznymi a ogólną teorią względności.

Pomysł, że wszystko, co Einstein może zrobić, metamateriały też mogą, wywołał eksplozję zainteresowania przestrzenią elektromagnetyczną. Fizycy zbadali już czarne dziury, które zasysają światło, ale go nie wypuszczają, oraz tunele czasoprzestrzenne łączące różne regiony przestrzeni elektromagnetycznej.

Dziś Igor Smolaninow z University of Maryland w College Park mówi, że analogię z czasoprzestrzenią można posunąć znacznie dalej. Twierdzi, że możliwe jest stworzenie metamateriałów, które są analogiczne do różnego rodzaju przestrzeni wymyślonych przez kosmologów w celu wyjaśnienia aspektów Wszechświata.

W tych teoriach przestrzeń może mieć różną liczbę wymiarów, które ulegają zagęszczeniu na początku historii Wszechświata, pozostawiając trzy wymiary przestrzeni i jeden czas (3+1), które widzimy dzisiaj. Symetrie tych przestrzeni zależą od wymiarów i sposobu ich zagęszczenia, a to z kolei determinuje prawa fizyki w tych obszarach.

Okazuje się, mówi Smolanininow, że możliwe jest tworzenie metamateriałów z przestrzeniami elektromagnetycznymi, w których niektóre wymiary są zagęszczone. Mówi, że możliwe jest nawet tworzenie substancji, w których przestrzenie różnią się w zależności od regionu, więc przestrzeń o 2 zwykłych i 2 zwartych wymiarach może sąsiadować z przestrzenią o zaledwie 2 zwykłych wymiarach, a także połączona z przestrzenią 2D z 1 zagęszczony wymiar i tak dalej.

Szczególnie interesujące byłyby tunele czasoprzestrzenne, które przechodzą między tymi regionami. Powinno być możliwe obserwowanie narodzin fotonów w tych regionach, a nawet w pewnym sensie przejście mogłoby reprezentować narodziny nowego wszechświata. Podobne przejście topologiczne mogło dać początek naszemu własnemu Wszechświatowi, mówi Smolaninow.

Dalej pokazuje, że te materiały można wykorzystać do stworzenia wieloświata, w którym różne wszechświaty mają różne właściwości. W rzeczywistości powinno być możliwe tworzenie wszechświatów, w których powstają różne prawa fizyki.

To otwiera nowy obszar dla urządzeń optycznych. Smoljaninow podaje przykład wszechświatów elektromagnetycznych, w których fotony zachowują się tak, jakby były masywne, bezmasowe lub naładowane, w zależności od topologii przestrzeni i wynikających z tego praw fizyki.

Nie jest jeszcze jasne, jakie urządzenia mogą wykorzystać to zachowanie. Jeśli wymyślisz jakieś, opublikuj je tutaj. Jest to wyraźnie dziedzina, którą na razie wydaje się ograniczać jedynie umysł projektanta.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1005.1002 : Metamateriał Multiverse

ukryć