막 우주론 문서 원본 보기

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{{끈 이론}}{{물리우주론}}

'''막 우주론'''은 [[끈 이론]], [[초끈 이론]], [[M이론|M 이론]]과 관련된 [[입자물리학|입자 물리학]] 및 [[물리 우주론|우주론]]의 여러 이론을 말한다. 우주를 더 높은 차원을 가진 시공간의 막으로 보는 우주론이다.

== 막 및 초공간 ==
중심 아이디어는 눈에 보이는 [[3차원]] [[우주]]가 "초공간"("벌크"라고도 함)라고 불리는 [[칼루차–클레인 이론|더 높은 차원]] 공간 내부의 막으로 제한된다는 것이다. 추가 [[차원]]에 해당하는 시공간이 [[축소화]] 된 경우 관찰된 우주에 추가 차원이 포함되어 있으며 초공간에 대한 참조가 적절하지 않다. 초공간 모형에서는 추가 차원 중 적어도 일부가 광범위하며(아마도 무한함), 다른 막이 이 초공간를 통해 이동할 수 있다. 초공간 및 다른 막과의 상호 작용은 우리 막에 영향을 미칠 수 있으며 따라서 더 표준적인 우주론 모형에서는 볼 수 없는 효과를 가져올 수 있다.

== 중력이 약하고 우주 상수가 작은 이유 ==
[[거대 여분 차원]] 개념에 기초한 막 우주론의 일부 버전은 자연의 다른 [[기본 상호작용]]에 비해 [[중력]]이 약한 이유와 [[계층 문제|계층 구조 문제]]를 해결할 수 있을 것으로 여겨진다. 막 묘사에서 [[전자기학|전자기력]], [[약한 상호작용|약력]], [[강한 상호작용|강력]]은 우리 우주가 있는 막에만 국한되어 있지만 중력은 그러한 제약이 없으며 초공간이라고 불리는 전체 시공간으로 전파된다. 중력 인력의 대부분은 덩어리로 "누출"된다. 결과적으로 중력은 중력이 "누출"된 작은(원자 이하 또는 최소 밀리미터 미만) 규모에서 훨씬 더 강하게 나타나야 한다. 이를 테스트하기 위해 현재 다양한 실험이 진행 중이다.<ref>{{웹 인용|url=https://flux.aps.org/meetings/YR04/APR04/baps/abs/S690.html|제목=Session D9 - Experimental Tests of Short Range Gravitation.|웹사이트=flux.aps.org}}</ref> 대량의 [[초대칭]]을 이용한 거대 여분 차원 아이디어의 확장은 소위 [[우주상수 문제|우주 상수 문제]]를 해결하는 데 유망한 것으로 보인다.<ref>{{저널 인용|제목=Towards a naturally small cosmological constant from branes in 6-D supergravity|저널=Nucl. Phys. B|성=Aghababaie|이름=Y.|성2=Burgess|이름2=C.P.|날짜=March 2004|권=680|호=1–3|쪽=389–414|arxiv=hep-th/0304256|bibcode=2004NuPhB.680..389A|doi=10.1016/j.nuclphysb.2003.12.015|성3=Parameswaran|이름3=S.L.|성4=Quevedo|이름4=F.}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Technically Natural Cosmological Constant From Supersymmetric 6D Brane Backreaction|저널=Phys. Dark Univ.|성=Burgess|이름=C.P.|성2=Leo van Nierop|날짜=March 2013|권=2|호=1|쪽=1–16|arxiv=1108.0345|bibcode=2013PDU.....2....1B|doi=10.1016/j.dark.2012.10.001}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Accidental SUSY: Enhanced Bulk Supersymmetry from Brane Back-reaction|저널=JHEP|성=P. Burgess|이름=C.|성2=van Nierop|이름2=L.|url=http://inspirehep.net/record/1191922|날짜=February 2013|권=2013|호=2|쪽=120|arxiv=1210.5405|bibcode=2013JHEP...02..120B|doi=10.1007/JHEP02(2013)120|성3=Parameswaran|이름3=S.|성4=Salvio|이름4=A.|성5=Williams|이름5=M.}}</ref>

== 막 우주론의 모형 ==
막 우주론을 개념적 이론의 일부로 적용하려는 최초의 문서화된 시도 중 하나는 1983년 루바코프와 샤포쉬니코프의 논문으로 거슬러 올라간다.<ref>{{저널 인용|제목=Do we live inside a domain wall?|저널=[[Physics Letters]]|성=Rubakov|이름=V. A.|성2=Shaposhnikov|이름2=M. E.|연도=1983|총서=B|권=125|호=2–3|쪽=136–138|bibcode=1983PhLB..125..136R|doi=10.1016/0370-2693(83)91253-4}}</ref>

저자들은 <math>(3+N)+1</math> 차원이지만 일반 입자는 <math>N</math>개의 장소적 방향과 다른 세 가지 평면을 따라 좁은 [[퍼텐셜 우물]]에 갇혀 있는 우주가 존재할 가능성에 대해 논의했다. 그리고 특정한 5차원 모형을 제안했다.

1998년과 1999년에 메랍 고베라쉬빌리(Gogberashvili)는 온라인 논문 게재 사이트 [[ArXiv|아카이브]]에 여러 논문을 게재하여 우주를 5차원 공간에서 팽창하는 얇은 껍질("막"의 수학적 [[동의어]] )로 보면 이를 얻을 가능성이 있음을 보여주었다. 5차원 [[우주상수]]와 우주 두께에 대응하는 입자이론의 척도를 이용하여 [[계층 문제]]를 해결한다.<ref>{{저널 인용|제목=Hierarchy problem in the shell universe model|저널=International Journal of Modern Physics D|성=Gogberashvili|이름=M.|날짜=1998|권=11|호=10|쪽=1635–1638|arxiv=hep-ph/9812296|doi=10.1142/S0218271802002992}}</ref><ref>{{저널 인용|제목=Our world as an expanding shell|저널=Europhysics Letters|성=Gogberashvili|이름=M.|연도=2000|권=49|호=3|쪽=396–399|arxiv=hep-ph/9812365|bibcode=2000EL.....49..396G|doi=10.1209/epl/i2000-00162-1}}</ref> 고베라쉬빌리는 또한 [[물질]] 장에 대한 제한된 해를 제공하는 [[아인슈타인 방정식|아인슈타인 장 방정식]]의 추가 구성 요소가 안정성 조건 중 하나와 일치하기 때문에 우주의 4차원성이 수학에서 발견되는 [[안정성 이론|안정성]] 요구 사항의 결과라는 것을 보여주었다.<ref>{{저널 인용|제목=Four dimensionality in noncompact Kaluza–Klein model|저널=Modern Physics Letters A|성=Gogberashvili|이름=M.|날짜=1999|권=14|호=29|쪽=2025–2031|arxiv=hep-ph/9904383|bibcode=1999MPLA...14.2025G|doi=10.1142/S021773239900208X}}</ref>

1999년에 밀접하게 관련된 [[랜들-선드럼 모형|랜들-선드럼]] 시나리오인 RS1과 RS2가 제안되었다. (RS1에 대한 설명은 ''[[랜들-선드럼 모형|랜들-선드럼]] 모형'' 참조.) 막 우주론의 이러한 특정 모형은 상당한 관심을 끌었다. 예를 들어, [[Warp-field experiments|시공간 측정 공학]]에 적용되는 관련 Chung-Freese 모형이 2000년에 이어졌다.<ref>{{저널 인용|제목=Can geodesics in extra dimensions solve the cosmological horizon problem?|저널=Physical Review D|성=Chung|이름=Daniel J. H.|성2=Freese|이름2=Katherine|날짜=2000-08-25|권=62|호=6|쪽=063513|arxiv=hep-ph/9910235|bibcode=2000PhRvD..62f3513C|doi=10.1103/physrevd.62.063513|issn=0556-2821}}</ref>

나중에 [[에크파이로틱 우주|에크파이로틱]] 및 [[순환 모형 (우주론)|순환 모형]] 제안이 나타났다. 엑파이로틱 이론은 두 개의 평행 막이 충돌할 때 [[관측 가능한 우주]]의 기원이 발생했다고 가정한다.<ref>{{뉴스 인용|url=http://www.sciam.com/article.cfm?id=a-recycled-universe|제목=A Recycled Universe: Crashing branes and cosmic acceleration may power an infinite cycle in which our universe is but a phase|성=Musser|이름=George|성2=Minkel, JR|날짜=2002-02-11|출판사=Scientific American Inc.|확인날짜=2008-05-03}}</ref>

== 경험적 시험 ==
현재로서는 랜들-선드럼 모형에서 요구되는 [[거대 여분 차원|큰 추가 차원]]에 대한 실험적 또는 관찰적 증거가 보고되지 않았다. 2010년 12월 [[대형 강입자 충돌기]]의 결과 분석은 큰 추가 차원 이론에서 생성된 블랙홀을 심각하게 제한한다.<ref name="arxiv.org">{{저널 인용|제목=Search for Microscopic Black Hole Signatures at the Large Hadron Collider|저널=Physics Letters B|성=Khachatryan|이름=V.|성2=Sirunyan|이름2=A.M.|연도=2011|권=697|호=5|쪽=434–453|arxiv=1012.3375|bibcode=2011PhLB..697..434C|doi=10.1016/j.physletb.2011.02.032|저자표시=1|성3=Tumasyan|이름3=A.|성4=Adam|이름4=W.|성5=Bergauer|이름5=T.|성6=Dragicevic|이름6=M.|성7=Erö|이름7=J.|성8=Fabjan|이름8=C.|성9=Friedl|이름9=M.}}</ref> 최근 다중 메신저 중력파 사건 GW170817은 큰 추가 차원에 약한 제한을 두는 데에도 사용되었다.<ref>{{저널 인용|제목=Brane-world extra dimensions in light of GW170817|저널=Phys. Rev. D|성=Visinelli|이름=Luca|성2=Nadia Bolis|날짜=March 2018|권=97|호=6|쪽=064039|arxiv=1711.06628|bibcode=2018PhRvD..97f4039V|doi=10.1103/PhysRevD.97.064039|성3=Sunny Vagnozzi}}</ref><ref>{{뉴스 인용|url=https://ssl.fysik.su.se/okc/internal/blog/hunting-for-extra-dimensions-with-gravitational-waves/|제목=Hunting for extra dimensions with gravitational waves|성=Freeland|이름=Emily|날짜=2018-09-21|출판사=The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics blog|보존url=https://web.archive.org/web/20210127215024/https://ssl.fysik.su.se/okc/internal/blog/hunting-for-extra-dimensions-with-gravitational-waves/|보존날짜=2021-01-27|url-status=dead|확인날짜=2018-11-30}}</ref>

== 같이 보기 ==

* [[칼루차–클레인 이론|칼루차-클레인 이론]]
* [[루프 양자 우주론]]

== 각주 ==
<references />

== 외부 링크 ==

* [http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=2&index1=-197206 Brane cosmology on arxiv.org]
* {{저널 인용|title=Cosmology and Brane Worlds: A Review|journal=Classical and Quantum Gravity|last1=Brax|first1=Philippe|author-link=Philippe Brax|last2=van de Bruck, Carsten|year=2003|volume=20|issue=9|pages=R201–R232|arxiv=hep-th/0303095|bibcode=2003CQGra..20R.201B|doi=10.1088/0264-9381/20/9/202|author-link2=Carsten van de Bruck|s2cid=9623407}} – Cosmological consequences of the brane world scenario are reviewed in a pedagogical manner.
* [https://web.archive.org/web/20130124185355/http://www.sciamdigital.com/index.cfm?fa=Products.ViewIssuePreview&ARTICLEID_CHAR=9D2C5D4D-2B35-221B-6C9DB167634A6DDB Dimensional Shortcuts - evidence for sterile neutrino; (August 2007; Scientific American)]
* {{저널 인용|title=Brane cosmology: an introduction|journal=Progress of Theoretical Physics Supplement|last=Langlois|first=David|author-link=David Langlois|year=2003|volume=148|pages=181–212|arxiv=hep-th/0209261|bibcode=2002PThPS.148..181L|doi=10.1143/PTPS.148.181|s2cid=9751130}} – These notes (32 pages) give an introductory review on brane cosmology.
* {{서적 인용|title=Cosmological Crossroads|last=Papantonopoulos|first=Eleftherios|author-link=Eleftherios Papantonopoulos|year=2002|series=Lecture Notes in Physics|volume=592|pages=458–477|chapter=Brane Cosmology|arxiv=hep-th/0202044|bibcode=2002LNP...592..458P|doi=10.1007/3-540-48025-0_15|isbn=978-3-540-43778-9|s2cid=3084654}} – Lectures (24 pages) presented at the First Aegean Summer School on Cosmology, [[:en:Samos|Samos]], September 2001.
[[분류:천문학 가설]]
[[분류:끈 이론]]
[[분류:물리우주론]]