弦宇宙学中的数值实验

我们通过数值实验研究了基础弦的一些经典方面。特别地，我们研究了环面宇宙中弦网络的热力学，作为弦能量密度和空间维数的函数。我们发现当系统能量密度较低时，弦的主要部分以最短允许尺寸的闭弦圈形式存在，对应于动量弦模。在对应于 Hagedorn 温度的某一临界能量密度处，系统经历相变，其特征是形成非常长的圈，环绕环面若干次。这些圈对应于缠绕弦模。随着能量密度增加，所有额外能量都进入这些长弦。接着我们研究了缠绕模的寿命作为空间维数的函数。我们发现，在低能量密度 regime 下，长缠绕弦仅当环面宇宙的空间维数等于 3 时衰变。这一发现支持了 Brandenberger 和 Vafa 提出的宇宙学图景，该图景试图借助弦理论解释空间维数并通过弦理论避免初始奇点。