A gravitációs hullámok tanulmányozása segíthet más dimenziók megtalálásában
Ha léteznek más dimenziók, akkor gravitációs hullámokon keresztül manifesztálódnak - mondják a német Max Planck Intézet fizikusai.
Számításokat végeztek, amelyek pontosan megmutatják, hogy a gravitációs hullámoknak hogyan kell viselkedniük, ha az univerzumban más dimenziók is léteznek. És azt javasolják, hogy végezzen egy sor kísérletet, amelyek bizonyítják vagy megcáfolják ezeket a feltételezéseket.
Az új hipotézis megoldást kínál a modern fizika egyik legfontosabb rejtélyére is - miért gyengébb a gravitáció, mint a természet többi alapvetõ erõje. Így az új elmélet azt sugallja, hogy a gravitáció "szivárog" más dimenziókba, amelyeket még nem rögzítettünk.
Gustavo Lucena Gomez fizikus úgy véli, hogy a gravitációs hullámok kulcsa lehetnek az univerzum megértésének
Teljes kép
Promóciós videó:
Első pillantásra az univerzum elég logikusnak tűnik, ha négy dimenzióban tekintjük - hossz, szélesség és magasság, valamint az idő. Az elméleti fizikusok azonban régóta jósolták, hogy lehetnek más dimenziók is. Különösen a híres húrelmélet feltételezi, hogy 10 dimenzió létezik.
A részecskékkel végzett kísérletek azt mutatják, hogy a hagyományos modellből hiányzó hat dimenzió segíthet jobban megérteni néhány folyamatot.
Ráadásul a húr elméletet nem könnyű elvetni, mivel megkönnyíti a klasszikus és a kvantumfizika megbékélését.
A húros elmélet azt sugallja, hogy a kvarkok - a legkisebb részecskék, amelyeket észlelhetünk - valójában még kisebb részecskékből állnak - az energia részecskékből, amelyek vibráló húroknak tűnnek.
Ezek a "húrok" magyarázhatják az erõk természetét, amelyek alapvetõek az univerzumban, de a modern fizikában nem kaptak értelmezést. Például a gravitáció, az elektromágnesesség és a nukleáris kölcsönhatás.
A fő probléma az, hogy a "karakterláncok" matematikai leírása legalább 10 fizikai dimenziót tartalmaz. És a modern tudomány még nem talált egyetlen új dimenziót.
Új keresések
Gustavo Lucena Gomez és David Andriot a Max Planck Gravitációs Fizikai Intézetből (Potsdam, Németország) azt az elméletet terjesztették elő, miszerint a gravitációs hullámok bizonyíthatják más dimenziók létezését.
Albert Einstein megjósolta ezen hullámok létezését, amelyek a tér-idő pulzációját képviselik. 2015-ben a LIGO projekt kutatói találták őket, amelynek laboratóriumai Louisiana-ban és Kaliforniában találhatók.
Az Einstein által előrejelzett gravitációs hullámokat 2015-ben rögzítették / Kaliforniai Technológiai Intézet
A gravitációs hullámok a fénysebességgel haladnak át az űr-időben, csillagok robbanásához és a fekete lyukak összeolvadásához vezetnek.
Logikus feltételezni, hogy a gravitációs hullámok az univerzum minden dimenziójában léteznek - magyarázza Gomez.
Ezen feltevés alapján Gomez és Andriot matematikai modellt készítettek, amely leírja, hogy a többi mérés hogyan befolyásolja a gravitációs hullámokat.
Először is úgy vélik, hogy az extra dimenziók nagyfrekvenciás gravitációs hullámok révén manifesztálódhatnak. Másodszor, különböző dimenziókban a gravitációs hullámoknak különböző hatásokkal kell rendelkezniük az univerzum "szövetének" nyújtására.
"Ha vannak extra dimenziók az univerzumban, akkor azok meghosszabbíthatják a tér-időt úgy, ahogy a szokásos gravitációs hullámok nem képesek" - magyarázza Gomez.
A hipotézis első részének teszteléséhez nagyon érzékeny eszközökre van szükség. Több ezer alkalommal pontosabb, mint a LIGO laboratóriumokban, amelyek gravitációs hullámokat detektáltak.
Ugyanakkor az ilyen berendezésekkel nem lesz nehéz megbizonyosodni arról, hogy a kívánt frekvenciájú gravitációs hullámokat megtalálták - hangsúlyozzák a tanulmány szerzői, mivel egyetlen ismert asztrofizikai eljárás sem képes olyan magas frekvenciájú gravitációs hullámokat bocsátani ki.
Ha ilyen hullámokat találnak, akkor ez egy új korszak kezdete a fizika, Gomez állam és Andriot államban.
A második keresett tényező, amely bizonyítja a többi dimenzió létezését, a gravitációs hullámok úgynevezett „légzési módja”. A rendelkezésre álló mérések szempontjából a gravitációs hullámok mozgásának egyes jellemzői rendellenességeknek tűnhetnek, a tanulmány szerzői biztosak.
A kutatók támogatást kívánnak kérni a LIGO detektorokkal rendelkező laboratóriumoktól ugyanazon részecske-kísérlet valós időben történő megfigyelésére.
"Elméletileg a" légzési mód "bizonyos módon deformálja a tér-időt, ami egyértelmű jele lehet más dimenziók létezésének" - jegyzik meg a munka szerzői.
Sőt, más dimenziók megléte megmagyarázhatja, hogy a gravitáció miért a legalapvetőbb erő a természetben. Ha a gravitáció minden dimenzióban létezik, gyenge erőnek kell lennie, mert csak egy kis részét látjuk - azt, amely a nekünk látható négy dimenzióban létezik - állítják a kutatók.
Más dimenziók létezése lehet a modern fizika Szent Grálja, amelyet a tudósok oly régóta és kitartóan kerestek. Más mérések az univerzum egységes elméletének létrehozásához vezethetnek, amely összeegyeztetné a kvantummező-elméletet a relativitáselmélet általános elveivel.
Egy ilyen univerzumban egyaránt lehetséges az antigravitáció és a fénysebességnél nagyobb sebességű mozgások.
Ezért rendkívül fontos a gravitációs hullámok természetének tanulmányozása - állítja Karla Lant, a futurisztikus oszlopíró.