Pokud chceme v našem vesmíru najít další dimenze, tj. Existenci, kterou se nám takzvaná strunová teorie snaží vysvětlit, měli bychom obrátit naši pozornost na gravitační vlny. Protože mohou být klíčem k jejich objevu, říkají fyzici.
Takto můžete stručně popsat myšlenku nové hypotézy, která se snaží najít odpověď na nevyřešené tajemství fyziky: proč je gravitace ve skutečnosti slabší než jiné základní síly našeho vesmíru? Podle nové hypotézy vede „únik“gravitace pouze k jiným dimenzím, které musíme ještě objevit.
„Možnost dalších dimenzí byla diskutována již nějakou dobu a ze zcela odlišných hledisek,“říká Emilian Dudas z Ecole Polytechnique v Paříži.
„Gravitační vlny mohou být zase klíčem k odhalení těchto dalších rozměrů.“
Myšlenka čtyř dimenzí je nyní široce přijímána - tři prostorové (délka, šířka, výška) a jeden časový (čas). Naše znalost toho, jak se hmota chová v nejmenších měřítcích, však obsahuje mnoho mezer, které by mohlo doplnit dalších šest dimenzí. Toto je názor String Theory, podle kterého by vše ve vesmíru mohlo být mnohem snazší pochopit a vysvětlit, kdybychom souhlasili s myšlenkou na existenci 10 dimenzí. Kromě toho je teorie strun považována za nejpravděpodobnější způsob, jak konečně překlenout propast mezi klasickou a kvantovou fyzikou a stát se základem budoucí teorie kvantové gravitace.
Podle této teorie mohou být nejmenší částice hmoty, které můžeme detekovat, kvarky, skutečně tvořeny ještě menšími částicemi - jednorozměrnými vlákny energie, které se chovají jako vibrující struny. Vědci se o tyto „řetězce“velmi zajímají z jednoho prostého důvodu. Předpokládá se, že budou schopni dělat to, co naše moderní fyzika nedokáže, konkrétně přesně popsat všechny nejzákladnější síly, které jsou nám známy, včetně gravitace, elektromagnetismu a jaderných sil. Mohou nám také pomoci pochopit, proč se vesmír stále rozšiřuje. Hlavním (a možná jediným významným) problémem je však to, že oni (řetězce) vyžadují pro své matematické zdůvodnění alespoň 10 rozměrů. A problém je v tom, že jsme se ani nedostali blízkootevřít jeden další.
Přesto jsou fyzici Gustavo Lucena-Gomez a David Andriot z Fyzikální ústav Maxe Plancka v Německu přesvědčeni, že máme naději na objevení těchto dalších rozměrů. A tato naděje jsou gravitační vlny, které předpovídal dávno Einstein a teprve nedávno je potvrdili moderní vědci.
Gravitační vlny se staly jedním z nejžhavějších témat uplynulého roku, kdy fyzikové v LIGO - dvě obří observatoře umístěné ve Spojených státech amerických v Louisianě a Kalifornii - poprvé oznámili, že objevili přímý důkaz o existenci tzv. Vlnky vesmírného času, což je asi 100 před lety předpovídal Einstein. Tyto vlny putují časoprostorem rychlostí světla a jsou výsledkem některých nej katastrofálnějších událostí ve vesmíru, jako je sloučení černých děr nebo exploze hvězd. Jsou schopni projít a ovlivnit tak všechny dimenze, které jsou nám známy ve vesmíru, a pravděpodobně i ty, které zatím nedokážeme odhalit.
Propagační video:
"Pokud budou ve vesmíru další dimenze, pak by bylo logické předpokládat, že ve všech těchto dimenzích budou existovat gravitační vlny," komentuje Gomez.
Gomez a Andriot vyvinuli matematický model popisující předpokládané účinky gravitačních vln na měření a identifikovali dva klíčové faktory. Zaprvé, podle vědců se mohou díky vysokofrekvenčním gravitačním vlnám projevit další dimenze. Za druhé, v různých dimenzích by gravitační vlny měly mít různé účinky na protažení „tkáně“vesmíru.
Podle vědců by v prvním případě vyžadovala detekce vybavení, které je tisícekrát citlivější než zařízení stejného LIGO.
"Dosud jsme se nesetkali s astrofyzikálními procesy, které vytvářejí gravitační vlny s frekvencí mnohem vyšší než 1000 Hz, a proto s vhodným super-výkonným a citlivým detektorem bychom okamžitě pochopili, co jsme svědky." Stanovení četnosti takové úrovně by mohlo naznačovat objev nové fyziky. ““
A druhý případ bude vyžadovat, aby fyzici studovali neobvyklé změny dopadu „obyčejných gravitačních vln“na časoprostor (tj. Těch, které můžeme nyní určit) a těch, které by měly gravitační vlny z jiných dimenzí.
"Deformace časoprostoru by byla prezentována v určité, výrazné formě," - říkají vědci.
Vědec publicistiky Newsweek Hannah Osborne je optimističtější, pokud jde o možnost odhalit další dimenze prostřednictvím jejich vlivu na gravitační vlny. Podle jejího názoru bude vyžadován detektor s úrovní citlivosti tří laboratoří LIGO současně, který bude pracovat jako celek. Osborne věří, že „takové technologie budou dostupné v blízké budoucnosti“.
Existence dalších dimenzí může být samotnou odpovědí moderní fyziky, kterou 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.
Názor o pravděpodobnosti existence dalších rozměrů sdílí mnoho vědců. Například teoretický fyzik Bobby Acharia z King's College London věří, že vesmír je mnohem složitější, než se zdá na první pohled, a v něm se může skrýt cokoli. Věří v další dimenze, ale je si dobře vědom, že současná úroveň technologie neumožňuje jejich objevení.
"K vytvoření a přerozdělení gravitačních vln do jiných dimenzí budete potřebovat obrovské množství energie." I když se vám podaří vytvořit vlny, které prosakují do jiných dimenzí, bude měřítko tak malé, že v tomto případě bude frekvence gravitačních vln velmi vysoká, mnohem vyšší než současné detekční schopnosti detektoru gravitačních vln LIGO. ““
NIKOLAY KHIZHNYAK