Studium gravitačních vln může pomoci najít jiné dimenze
Pokud existují jiné dimenze, pak se projeví gravitačními vlnami, říkají fyzici z Německého institutu Maxe Plancka.
Provedli výpočty, které přesně ukazují, jak by se měly chovat gravitační vlny, pokud skutečně existují jiné dimenze ve vesmíru. Navrhují provést řadu experimentů, které tyto předpoklady prokáží nebo vyvrátí.
Nová hypotéza také nabízí řešení jedné z nejdůležitějších záhad moderní fyziky - proč je gravitace slabší než zbytek základních přírodních sil. Nová teorie tedy naznačuje, že gravitace „prosakuje“do jiných dimenzí, které jsme dosud nezaznamenali.
Fyzik Gustavo Lucena Gomez věří, že gravitační vlny mohou být klíčem k pochopení vesmíru
Celý obrázek
Propagační video:
Na první pohled se vesmír jeví jako zcela logický, pokud se na něj díváme, pokud jde o čtyři rozměry - délku, šířku a výšku a čas. Teoretičtí fyzici však dlouho předpovídali, že by mohly existovat i jiné dimenze. Zejména slavná teorie strun předpokládá, že existuje 10 rozměrů.
Experimenty s částicemi ukazují, že šest dimenzí chybějících z tradičního modelu by mohlo pomoci lépe porozumět některým z procesů.
Navíc, strunová teorie není snadné odmítnout, protože slibuje sladění klasické a kvantové fyziky.
Teorie strun naznačuje, že kvarky - nejmenší částice, které můžeme detekovat - jsou ve skutečnosti tvořeny ještě menšími částicemi - částečkami energie, které vypadají jako vibrující struny.
Právě tyto „struny“mohou vysvětlit povahu sil, které jsou ve vesmíru zásadní, ale nedostaly interpretaci v moderní fyzice. Například gravitace, elektromagnetismus a jaderná interakce.
Hlavním problémem je, že matematický popis „řetězců“zahrnuje alespoň 10 fyzických dimenzí. A moderní věda ještě nebyla schopna najít jediný nový rozměr.
Nová vyhledávání
Gustavo Lucena Gomez a David Andriot z Institutu Maxe Plancka pro gravitační fyziku v Postupimi v Německu předložili teorii, že gravitační vlny mohou prokázat existenci jiných dimenzí.
Albert Einstein předpovídal existenci těchto vln, které představují pulsaci časoprostoru. V roce 2015 je našli vědci v projektu LIGO, jehož laboratoře se nacházejí v Louisianě a Kalifornii.
Gravitační vlny předpovídané Einsteinem byly zaznamenány v 2015 / California Institute of Technology
Gravitační vlny putují časoprostorem rychlostí světla, což má za následek výbuchy hvězd a sloučení černých děr.
Je logické předpokládat, že gravitační vlny existují ve všech dimenzích ve vesmíru, vysvětluje Gomez.
Na základě tohoto předpokladu vytvořili Gomez a Andriot matematický model popisující, jak by jiná měření měla ovlivnit gravitační vlny.
Zaprvé se domnívají, že další dimenze se mohou projevit prostřednictvím vysokofrekvenčních gravitačních vln. Za druhé, v různých dimenzích by gravitační vlny měly mít různé účinky na protažení „tkáně“vesmíru.
"Pokud jsou v našem vesmíru další dimenze, mohou se protáhnout časoprostor tak, jak to obyčejné gravitační vlny nemohou," vysvětluje Gomez.
K testování první části hypotézy je zapotřebí velmi citlivého vybavení. Tisícekrát přesnější než laboratoře LIGO, které detekovaly gravitační vlny.
Současně s takovým zařízením nebude obtížné zajistit, aby byly nalezeny gravitační vlny s požadovanou frekvencí, autoři studie zdůrazňují, protože žádný známý astrofyzikální proces nemůže emitovat gravitační vlny s tak vysokou frekvencí.
Pokud takové vlny nalezneme, bude to začátek nové éry ve fyzice, stát Gomez a Andriot.
Druhým vyhledávaným faktorem, který prokáže existenci dalších dimenzí, je tzv. „Dýchací režim“gravitačních vln. Z pohledu dostupných měření by se některé rysy pohybu gravitačních vln měly jevit jako anomálie, autoři studie si jsou jisti.
Vědci mají v úmyslu požádat laboratoře o podporu detektorů LIGO, aby mohli sledovat stejný experiment s částicemi v reálném čase.
„Teoreticky„ dýchací režim “deformuje časoprostor určitým způsobem, což bude jasným znakem existence dalších dimenzí,“autoři pracovní poznámky.
Navíc přítomnost jiných dimenzí by mohla vysvětlit, proč je gravitace nejzákladnější silou přírody. Pokud gravitace existuje ve všech dimenzích, musí to být slabá síla, protože vidíme jen její malou část - tu, která existuje ve čtyřech dimenzích, které jsou pro nás viditelné, tvrdí vědci.
Existence jiných dimenzí může být samotný svatý grál moderní fyziky, který vědci hledali tak dlouho a vytrvale. Jiná měření by mohla vést k vytvoření sjednocené teorie vesmíru, která by sladila teorii kvantového pole s obecnými principy relativity.
V takovém vesmíru jsou možné jak gravitace, tak pohyby rychlostí větší než je rychlost světla.
Studium podstaty gravitačních vln je proto podle Karla Lantové, publicistky pro futurismus, nesmírně důležité.