Štúdium gravitačných vĺn môže pomôcť nájsť ďalšie dimenzie
Ak existujú iné dimenzie, potom sa prejavujú prostredníctvom gravitačných vĺn, hovoria fyzici z Nemeckého inštitútu Maxa Plancka.
Vykonali výpočty, ktoré presne ukazujú, ako by sa mali chovať gravitačné vlny, ak skutočne existujú iné dimenzie vo vesmíre. Navrhujú vykonať sériu experimentov, ktoré tieto predpoklady dokážu alebo vyvrátia.
Nová hypotéza ponúka aj riešenie jednej z najdôležitejších záhad modernej fyziky - prečo je gravitácia slabšia ako zvyšok základných prírodných síl. Nová teória teda naznačuje, že gravitácia „presakuje“do iných dimenzií, ktoré sme zatiaľ nezaznamenali.
Fyzik Gustavo Lucena Gomez verí, že gravitačné vlny môžu byť kľúčom k pochopeniu vesmíru
Úplný obrázok
Propagačné video:
Na prvý pohľad sa vesmír javí ako celkom logický pri pohľade na štyri rozmery - dĺžku, šírku a výšku, ako aj čas. Teoretickí fyzici však už dávno predpovedali, že by mohli existovať aj iné dimenzie. Najznámejšia teória strún predpokladá, že existuje 10 dimenzií.
Experimenty s časticami ukazujú, že šesť rozmerov, ktoré chýbajú v tradičnom modeli, by mohlo pomôcť lepšie pochopiť niektoré procesy.
Navyše, teóriu strún nie je ľahké odmietnuť, pretože sľubuje zmierenie medzi klasickou a kvantovou fyzikou.
Teória strún naznačuje, že kvarky - najmenšie častice, ktoré môžeme zistiť - sú v skutočnosti tvorené ešte menšími časticami - energetickými časticami, ktoré vyzerajú ako vibrujúce struny.
Sú to „struny“, ktoré môžu vysvetliť povahu síl, ktoré sú základné vo vesmíre, ale nedostali interpretáciu v modernej fyzike. Napríklad gravitácia, elektromagnetizmus a jadrová interakcia.
Hlavným problémom je to, že matematický opis „reťazcov“zahŕňa najmenej 10 fyzických rozmerov. A moderná veda ešte nebola schopná nájsť jediný nový rozmer.
Nové vyhľadávania
Gustavo Lucena Gomez a David Andriot z Inštitútu Maxa Plancka pre gravitačnú fyziku v Postupime v Nemecku predložili teóriu, že gravitačné vlny môžu dokázať existenciu iných dimenzií.
Albert Einstein predpovedal existenciu týchto vĺn, ktoré predstavujú pulzáciu časopriestoru. V roku 2015 ich našli vedci v projekte LIGO, ktorého laboratóriá sa nachádzajú v Louisiane a Kalifornii.
Gravitačné vlny predpovedané Einsteinom boli zaznamenané v 2015 / California Institute of Technology
Gravitačné vlny prechádzajú časopriestorom rýchlosťou svetla, čo má za následok explóziu hviezd a zlúčenie čiernych dier.
Je logické predpokladať, že gravitačné vlny existujú vo všetkých dimenziách vo vesmíre, vysvetľuje Gomez.
Na základe tohto predpokladu Gomez a Andriot vytvorili matematický model popisujúci, ako by iné merania mali ovplyvniť gravitačné vlny.
Po prvé, sú presvedčení, že ďalšie dimenzie sa môžu prejaviť prostredníctvom vysokofrekvenčných gravitačných vĺn. Po druhé, v rôznych dimenziách by gravitačné vlny mali mať rôzne účinky na napínanie „tkaniva“vesmíru.
„Ak sú v našom vesmíre ďalšie dimenzie, môžu sa časopriestorom pretiahnuť tak, ako to obyčajné gravitačné vlny nemôžu,“vysvetľuje Gomez.
Na testovanie prvej časti hypotézy je potrebné veľmi citlivé vybavenie. Tisícky krát presnejšie ako laboratóriá LIGO, ktoré detegovali gravitačné vlny.
Zároveň s takýmto zariadením nebude ťažké zaistiť nájdenie gravitačných vĺn požadovanej frekvencie, autori štúdie zdôrazňujú, pretože žiadny známy astrofyzikálny proces nemôže emitovať gravitačné vlny s tak vysokou frekvenciou.
Ak sa také vlny nájdu, bude to začiatok novej éry fyziky, uveďte Gomez a Andriot.
Druhým vyhľadávaným faktorom, ktorý preukáže existenciu iných dimenzií, je tzv. „Režim dýchania“gravitačných vĺn. Z hľadiska dostupných meraní by sa niektoré rysy pohybu gravitačných vĺn mali javiť ako anomálie, autori štúdie sú si istí.
Vedci majú v úmysle požiadať laboratóriá o podporu detektorov LIGO na pozorovanie toho istého experimentu s časticami v reálnom čase.
„Teoreticky„ dýchací režim “určitým spôsobom deformuje časopriestor, čo bude jasným znakom existencie iných dimenzií,“autori práce.
Okrem toho prítomnosť iných dimenzií by mohla vysvetliť, prečo je gravitácia najzákladnejšou silou v prírode. Ak gravitácia existuje vo všetkých dimenziách, musí to byť slabá sila, pretože vidíme iba malú časť - tú, ktorá existuje v štyroch dimenziách, ktoré sú pre nás viditeľné, tvrdia vedci.
Existencia iných dimenzií môže byť samotný svätý grál modernej fyziky, ktorý vedci hľadajú tak dlho a vytrvalo. Ďalšie merania by mohli viesť k vytvoreniu zjednotenej teórie vesmíru, ktorá by zosúladila teóriu kvantového poľa so všeobecnými princípmi relativity.
V takom vesmíre sú možné tak gravitácie, ako aj pohyby s rýchlosťou väčšou ako je rýchlosť svetla.
Preto je podľa Karla Lantovej, publicistky pre futurizmus, štúdium povahy gravitačných vĺn mimoriadne dôležité.