A computer simulation of the univer

A computer simulation of the universe shows that it may be filled with “defects in spacetime”
By Clara Moskowitz


EXPANDING COSMOS: This snapshot from a computer simulation models the formation of large-scale structures in the universe. Physicists say there's a chance our universe is not only expanding, but is cracked, with topological deformations called cosmic strings riddling the cosmos.Image: Klaus Dolag and equipment VIMOS-VLT Deep Survey
The Best Science Writing Online 2012
Showcasing more than fifty of the most provocative, original, and significant online essays from 2011, The Best Science Writing Online 2012 will change the way...

Read More »
If the prospect of an ever-expanding universe that eventually stretches into a vast emptiness isn’t depressing enough, there’s this: the universe may have cracks in it.
Cracks, called cosmic strings, are topological defects in spacetime that might have formed when the universe was young. Experiments haven’t found any proof that cosmic strings are even out there, but that hasn’t stopped physicists from calculating how many strings we might expect there to be if, in fact, they turn out to exist after all. And it’s a lot: cosmic strings would produce at least a billion loops throughout the visible universe today, researchers report. “Cosmic strings are these filaments which wind and sneak throughout the universe,” says study co-author Benjamin Shlaer of Tufts University. They are essentially one-dimensional fault lines in space, made not of mass but pure energy. Some could be infinitely long, and all are almost impossibly thin, much narrower than a proton.
Cosmic strings may have formed as the universe cooled after the big bang. Just aswater undergoes a “phase transition” from liquid to solid when it freezes, the universe changed radically when it went through a transition from being extremely hot and dense in the instants just after the big bang to slightly cooler and more rarefied just a few fractions of a second later. According to a popular theory, in the hot and dense universe three of the four forces of nature (weak, strong and electromagnetic) were unified but in the cooler universe they separated. When this symmetry among the forces broke, it might have created topological defects in the form of strings, so named because they would be long, thin fissures in space. (Despite the similar names, cosmic strings may or may not be related to the strings predicted to make up fundamental particles in string theory .)
These strings would have started off tangled and wrinkly when the universe was in its hot, dense state but would have stretched out over time as space itself expanded. This movement would cause some strings to cross others. “When they wind back on themselves they break so that the wrinkles snap off as closed loops, like little rubber bands.” The loops are what astronomers might be able to detect because they would oscillate, producing measurable ripples in spacetime called gravitational waves.
Shlaer and his colleagues created a numerical simulation of cosmic string loop formation and ran it on a supercomputer cluster at the university. The results told them how big loops are likely to be when they form, and by extrapolating, the researchers calculated the number and size of the loops that might exist in the universe at any given time. The results depend on how taut the strings are—a property determined by the temperature of the universe when they were formed. For a likely range of tensions, the scientists calculated that billions of cosmic string loops could exist today. “The Tufts group has done a heroic job with the string simulations, and they pin down important features of the loop distribution critical for predicting gravitational-wave emission and their effects on millisecond pulsar timing,” says Tanmay Vachaspati, a physicist at Arizona State University in Tempe who wasn’t involved in the research.
The new study gives observers a better idea of what to look for in the quest to find evidence of cosmic strings. The strings would create gravitational waves that could be detectable by elaborate wave-detecting facilities such as LIGO (the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) in the U.S. or by studies of rapidly rotating stars called pulsars, which emit beacons of light with clockwork precision. If astronomers on Earth notice a change in the arrival time of light from pulsars, it could mean a gravitational wave has hit our planet. The fact that no evidence for gravitational waves has yet been found already eliminates the possibility of cosmic strings with a given range of tensions. Whether or not any cosmic strings exist is still an open question.
If they are out there, now we know they would be abundant.

Результаты (русский) 1:

Компьютерное моделирование Вселенной показывает, что он может быть заполнены с «дефекты в пространственно-временных»По Clara МосковицемРАСШИРЕНИЕ космос: Этот снимок из компьютерного моделирования модели формирования крупномасштабной структуры Вселенной. Физики говорят, что есть шанс наша Вселенная расширяется не только, но треснула, с топологических деформаций под названием космические струны, просеивания космос. Изображение: Klaus Dolag и оборудование VIMOS-VLT глубокий обзорЛучшие науки, написание онлайн 2012Демонстрации более чем пятидесяти самых провокационных, оригинальных и значительные онлайн эссе от 2011, лучший наука письменной онлайн 2012 будет изменить способ...Читать дальше»Если перспектива постоянно расширяющейся Вселенной, что в конечном итоге тянется в огромной пустоты не удручает достаточно, есть это: Вселенная может иметь трещины в нем.Трещины, называемые космические струны, являются топологических дефектов в пространстве-времени, что может образуется, когда Вселенная был молод. Эксперименты не нашли каких-либо доказательств, что космические струны даже вне там, но это не остановило физиков из расчета, сколько строк мы могли бы ожидать там быть, если, на самом деле, они оказываются существовать после всех. И это много: космические струны будет производить по крайней мере одного миллиарда петли на протяжении всего доклада сегодня, исследователи видимой Вселенной. «Космические струны эти нити, которые ветер и проникнуть во всей Вселенной,» говорит соавтор исследования Бенджамин Shlaer из университета Тафтса. Они являются по существу одномерный разломов в пространстве, не из массы, но чистой энергии. Некоторые могут быть бесконечно долго, и все почти невероятно тонкий, намного короче, чем протона.Космические струны могут быть сформированы как Вселенной охлаждением после большого взрыва. Просто aswater проходит «фазовый переход» от жидкости для твердых, когда она замерзает, Вселенная радикально изменилось, когда она прошла через переход от быть чрезвычайно жаркий и плотной в мгновения сразу после большого взрыва, чтобы немного прохладнее и более разрежена считанные доли секунды позже. Согласно популярной теории в горячей и плотной Вселенной три из четырех сил природы (слабые, сильные и электромагнитные) были унифицированы, но в кулер Вселенной они разделены. Когда эта симметрия между силами, он мог быть создан топологических дефектов в виде строк, названная так потому, что они будут длинные, тонкие трещины в пространстве. (Несмотря на одинаковые имена, космические струны могут или не могут быть связаны с строки, предсказал составляют фундаментальные частицы в теории струн).Эти строки бы начали запутанных и морщинистой когда Вселенной было в состоянии горячий, густой, но будет протянул над временем как само расширил пространство. Это движение вызовет некоторые строки пересекать другие. «Когда они Ветер обратно на себя они ломаются так что морщины обрывать как замкнутые петли, как мало резиновых полос». Петли являются, что астрономы могли бы обнаружить, поскольку они будут колебаться, производство измеримые рябь в пространственно-временных, называется гравитационных волн.Shlaer and his colleagues created a numerical simulation of cosmic string loop formation and ran it on a supercomputer cluster at the university. The results told them how big loops are likely to be when they form, and by extrapolating, the researchers calculated the number and size of the loops that might exist in the universe at any given time. The results depend on how taut the strings are—a property determined by the temperature of the universe when they were formed. For a likely range of tensions, the scientists calculated that billions of cosmic string loops could exist today. “The Tufts group has done a heroic job with the string simulations, and they pin down important features of the loop distribution critical for predicting gravitational-wave emission and their effects on millisecond pulsar timing,” says Tanmay Vachaspati, a physicist at Arizona State University in Tempe who wasn’t involved in the research.Новое исследование дает наблюдателей лучшее представление о том, что нужно искать в поисках, чтобы найти доказательства космические струны. Строки будут создавать гравитационные волны, которые могли бы быть обнаруживаемыми, путем разработки волна обнаружение объектов например Лиго (лазерный интерферометр обсерватории гравитационных волн) в США или исследования быстро вращающихся звезд, называется пульсары, выделяющие маяки света с точностью часового механизма. Если астрономов на земле заметить изменения в время прибытия света от пульсары, это может означать, что Гравитационная волна хит нашей планеты. Тот факт, что уже еще не было обнаружено никаких доказательств для гравитационных волн, исключает возможность космической строк с заданным диапазоном напряженности. Ли или не существуют любые космические струны до сих пор вопрос остается открытым.Если они есть, теперь мы знаем, что они будут в изобилии.

Результаты (русский) 3:

компьютерная симуляция вселенной, свидетельствует о том, что он может быть заполнен "дефекты в пространство - время"



расширения клара москович в космос: этот снимок из компьютерных моделей формирования крупных структур вселенной.физики говорят, что есть шанс нашей вселенной, является не только расширяется, но есть трещина, с топологическим деформаций назвал космические струны riddling космоса.изображение: клаус dolag и оборудование vimos-vlt глубокое обследование
передовая наука пишет онлайн - 2012
демонстрации более пятидесяти самых провокационных, оригинал, и значительные онлайн эссе с 2011 года, передовая наука пишет онлайн - 2012 изменит.


читайте "если перспектива постоянно расширяющейся вселенной, которые в конечном итоге участков в огромная пустота не угнетает достаточно,вот это: вселенная может иметь трещин в нем.
трещины, назвал космические струны, топологический дефектов в пространство - время, которые могли быть сформирована, когда вселенная была молода.эксперименты не нашли никаких доказательств того, что космические струны даже там, но это не остановило физиков из расчета сколько ниточек мы могла бы быть, если бы, по сути, они оказываются на существование после того, как все.и это много: космические струны, будет иметь по крайней мере миллиарда петли во всем видимая вселенная сегодня исследователи."космические струны эти нити, которые ветер и один во вселенной", - говорит соавтор исследования бенджамин shlaer университета тафтса.они, по сути, одномерны линий разлома в пространстве, не массового, но чистой энергии.некоторые из них можно бесконечно долго,и все это почти невероятно тонкая, гораздо меньше, чем протон.
космические струны могут образоваться с охлаждением вселенной после большого взрыва.просто aswater проходит этап перехода "от жидкости для твердых, когда она замерзает,мир изменился, когда он пошел путем перехода от жара и плотные, в секунды сразу после большого взрыва, чуть прохладнее и более утонченной лишь доли секунды позже.согласно популярной теории, в жару и плотной вселенной три из четырех сил природы (слабость,сильный и электромагнитных) были объединены, но в тюрьме вселенной, они развелись.когда эта симметрия, между силами сломал, возможно, создали топологический дефекты в виде строки, так назвали, потому что они будут длинные, тонкие трещины в космосе.(несмотря на сходство названий,космические струны могут или не могут быть связаны с струны предположительно составляют элементарных частиц в теории струн.): эти строки бы начал запутанную и морщинистый, когда вселенная была в его горячим, плотные государства, но есть растянутая во времени, как и само пространство расширяется.это движение может вызвать некоторые строки через другие."когда они свернуть на себя, они перерыв, так что морщины переломай как замкнутые, как маленькие резинки." петли - это то, что астрономы могут обнаружить, потому что они будут продолжаться, достижения поддающихся количественной оценке рябь в пространство - время называется гравитационные волны.
shlaer и его коллеги создает цифровое моделирование космическая струна "формирование и прогнал его по суперкомпьютер кластера в университете.результаты, рассказал о том, как большой петли, вероятно, будет, если они являются, и путем экстраполяции, ученые подсчитали количество и размер петель, которые, возможно, существуют во вселенной в любое время.результаты зависят от того, как упругая струны are-a имущества определяется температурой вселенной, когда они были сформированы.для всего спектра напряженность, ученые подсчитали, что миллиарды космическая струна петли может существовать и сегодня."пучков группа проделала героические усилия с строка, моделирование,и они точно определить важные элементы цикла распределения важнейших для прогнозирования выбросов гравитационных волн, и их воздействии на миллисекунду пульсар сроки ", - говорит tanmay vachaspati, физик из университета штата аризона в темпе, который не участвовал в исследованиях.
новое исследование дает наблюдателям лучшее представление о том, что нужно искать в поисках доказательства космические струны.струны создаст гравитационные волны, которые можно обнаружить с помощью разработки волна обнаружения объектов, таких, как организации (лазер интерферометр гравитационная волна Observatory) в сша или исследований быстро вращающихся звезды называл пульсары, которые выделяют маяки света с часы в точности.если астрономы на земле заметили изменение времени прибытия света от пульсаров,это может означать гравитационная волна ударила по нашей планеты.тот факт, что никаких доказательств гравитационные волны, обнаружено не было, уже исключает возможность космические струны в заданном диапазоне напряженности.ли космические струны, существуют до сих пор остается открытым вопрос.
, если они там, теперь мы знаем, что они будут богатыми.