Ak chceme v našom vesmíre nájsť ďalšie dimenzie, to jest existenciu, ktorej sa nám takzvaná strunová teória snaží vysvetliť, mali by sme upriamiť našu pozornosť na gravitačné vlny. Fyzici tvrdia, že môžu byť kľúčom k ich objavu.
Takto môžete stručne opísať myšlienku novej hypotézy, ktorá sa snaží nájsť odpoveď na nevyriešenú hádanku fyziky: prečo je gravitácia v skutočnosti slabšia ako iné základné sily nášho vesmíru? Podľa novej hypotézy vedie „únik“gravitácie iba k iným rozmerom, ktoré ešte musíme objaviť.
„O možnosti ďalších dimenzií sa diskutovalo už dosť dlhý čas az úplne iných hľadísk,“hovorí Emilian Dudas z Ecole Polytechnique v Paríži.
„Gravitačné vlny môžu byť zase kľúčom k odhaleniu týchto ďalších rozmerov.“
Myšlienka štyroch rozmerov je v súčasnosti široko akceptovaná - tri priestorové (dĺžka, šírka, výška) a jeden časový (čas). Naše vedomosti o tom, ako sa hmota správa v najmenších mierkach, však obsahujú veľa medzier, ktoré by mohlo vyplniť ďalších šesť dimenzií. Toto je názor Stringovej teórie, podľa ktorej by všetko vo vesmíre mohlo byť oveľa ľahšie pochopiteľné a vysvetľovateľné, ak by sme súhlasili s myšlienkou existencie 10 dimenzií. Okrem toho je Stringova teória považovaná za najpravdepodobnejší spôsob, ako konečne preklenúť priepasť medzi klasickou a kvantovou fyzikou a stať sa základom budúcej teórie kvantovej gravitácie.
Podľa tejto teórie najmenšie častice hmoty, ktoré sme schopní zistiť, kvarky, môžu byť v skutočnosti tvorené ešte menšími časticami - jednorozmernými vláknami energie, ktoré sa správajú ako vibrujúce struny. Vedci sa veľmi zaujímajú o tieto „reťazce“z jedného jednoduchého dôvodu. Predpokladá sa, že budú schopní robiť to, čo nedokáže naša moderná fyzika, konkrétne: presne opísať všetky najzákladnejšie sily, ktoré sú nám známe, vrátane gravitácie, elektromagnetizmu a jadrových síl. Môžu nám tiež pomôcť pochopiť, prečo sa vesmír stále rozširuje. Hlavným (a možno jediným závažným) problémom je však to, že pre svoje matematické zdôvodnenie potrebujú aspoň 10 rozmerov. A problém je v tom, že sme sa ani nepriblížiliotvoriť jeden ďalší.
Fyzici Gustavo Lucena-Gomez a David Andriot z Fyzikálneho inštitútu Maxa Plancka v Nemecku sú napriek tomu presvedčení, že máme nádej na objavenie týchto ďalších rozmerov. A táto nádej sú gravitačné vlny, ktoré predpovedal už dávno veľký Einstein a ktoré nedávno potvrdili moderní vedci.
Gravitačné vlny sa stali jednou z najhorúcejších tém za uplynulý rok, keď fyzici v LIGO - dva obrovské observatóriá nachádzajúce sa v amerických štátoch Louisiana a Kalifornia - prvýkrát oznámili, že objavili priamy dôkaz o existencii takzvaných vlniek vesmírneho času, čo je asi 100 pred rokmi predpovedal Einstein. Tieto vlny prechádzajú časopriestorom rýchlosťou svetla a sú výsledkom niektorých z najviac katastrofických udalostí vo vesmíre, ako sú zlúčenie čiernych dier alebo vybuchujúce hviezdy. Sú schopní prejsť a tým ovplyvniť všetky dimenzie, ktoré sú nám známe vo vesmíre, a pravdepodobne aj tie, ktoré zatiaľ nedokážeme odhaliť.
Propagačné video:
"Ak sú vo vesmíre ďalšie dimenzie, bolo by logické predpokladať, že vo všetkých týchto dimenziách budú existovať gravitačné vlny," komentuje Gomez.
Gomez a Andriot vyvinuli matematický model popisujúci predpokladané účinky gravitačných vĺn na merania a identifikovali dva kľúčové faktory. Po prvé, podľa vedcov sa extra dimenzie môžu prejaviť vďaka vysokofrekvenčným gravitačným vlnám. Po druhé, v rôznych dimenziách by gravitačné vlny mali mať rôzne účinky na napínanie „tkaniva“vesmíru.
Podľa vedcov by detekcia v prvom prípade vyžadovala vybavenie, ktoré je tisíckrát citlivejšie ako zariadenie rovnakého LIGO.
„Ešte sme sa nestretli s astrofyzikálnymi procesmi, ktoré vytvárajú gravitačné vlny s frekvenciou oveľa vyššou ako 1 000 Hz, a preto by sme pomocou vhodného super-výkonného a citlivého detektora okamžite pochopili, čoho sme svedkami. Stanovenie frekvencií takejto úrovne by mohlo naznačovať objav novej fyziky. ““
A v druhom prípade sa bude od fyzikov vyžadovať, aby študovali neobvyklé zmeny dopadu „obyčajných gravitačných vĺn“na časopriestor (tj tých, ktoré môžeme teraz určiť) a tých, ktoré by mali gravitačné vlny z iných dimenzií.
"Deformácia časopriestoru by bola prezentovaná v určitej, výraznej forme," - hovoria vedci.
Novinárka časopisu Newsweek Science Hannah Osborne je optimistickejšia, pokiaľ ide o možnosť odhaliť ďalšie dimenzie prostredníctvom ich vplyvu na gravitačné vlny. Podľa jej názoru bude potrebný detektor s úrovňou citlivosti troch laboratórií LIGO súčasne, ktorý bude pracovať ako celok. Osborne verí, že „takéto technológie budú dostupné v blízkej budúcnosti“.
Existencia iných dimenzií môže byť samotnou odpoveďou modernej fyziky, ktorú 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.
Mnohí vedci zdieľajú názor na pravdepodobnosť existencie ďalších dimenzií. Napríklad teoretický fyzik Bobby Acharia z King's College London verí, že vesmír je oveľa zložitejší, ako sa zdá na prvý pohľad, a všetko sa v ňom môže skrývať. Verí v ďalšie dimenzie, je si však dobre vedomý toho, že súčasná úroveň technológie neumožňuje ich objavenie.
„Na vytvorenie a prerozdelenie gravitačných vĺn do iných dimenzií budete potrebovať obrovské množstvo energie. Aj keď sa vám podarí vytvoriť vlny, ktoré presahujú do iných dimenzií, mierka bude tak malá, že v tomto prípade bude frekvencia gravitačných vĺn veľmi vysoká, oveľa vyššia ako súčasné detekčné schopnosti detektora gravitačných vĺn LIGO. ““
NIKOLAY KHIZHNYAK