Proučavanje gravitacijskih valova može vam pomoći pronaći druge dimenzije
Ako postoje druge dimenzije, one se manifestiraju putem gravitacijskih valova, kažu fizičari s njemačkog Instituta Max Planck.
Izvršili su proračune koji pokazuju kako se gravitacijski valovi trebaju ponašati ako stvarno postoje druge dimenzije u svemiru. I predlažu da se provede niz eksperimenata koji će dokazati ili opovrgnuti te pretpostavke.
Nova hipoteza također nudi rješenje jedne od najvažnijih misterija moderne fizike - zašto je gravitacija slabija od ostalih temeljnih sila prirode. Dakle, nova teorija sugerira da gravitacija "curi" u druge dimenzije koje još nismo zabilježili.
Fizičar Gustavo Lucena Gomez smatra da gravitacijski valovi mogu biti ključ za razumijevanje svemira
Kompletna slika
Promotivni video:
Svemir se na prvi pogled čini prilično logičan ako ga posmatramo u pogledu četiri dimenzije - duljine, širine i visine, kao i vremena. Međutim, teorijski fizičari dugo su predvidjeli da mogu postojati i druge dimenzije. Konkretno, poznata teorija struna pretpostavlja da postoji 10 dimenzija.
Eksperimenti s česticama pokazuju da bi šest dimenzija koje nedostaju tradicionalnom modelu moglo pomoći u boljem razumijevanju nekih procesa.
Osim toga, teoriju struna nije lako odbaciti jer obećava pomirenje između klasične i kvantne fizike.
Teorija struna sugerira da se kvarkovi - najmanje čestice koje možemo otkriti - zapravo sastoje od još manjih čestica - energetskih čestica koje nalikuju vibrirajućim strunama.
Upravo te "žice" mogu objasniti prirodu sila koje su temeljne u Svemiru, ali nisu dobile interpretaciju u modernoj fizici. Na primjer, gravitacija, elektromagnetizam i nuklearna interakcija.
Glavni problem je što matematički opis "žice" uključuje najmanje 10 fizičkih dimenzija. A moderna znanost još nije uspjela pronaći niti jednu novu dimenziju.
Nova pretraživanja
Gustavo Lucena Gomez i David Andriot s Instituta Max Planck za gravitacijsku fiziku u Potsdamu u Njemačkoj iznijeli su teoriju da gravitacijski valovi mogu dokazati postojanje drugih dimenzija.
Albert Einstein predvidio je postojanje ovih valova koji predstavljaju pulsiranje prostora i vremena. U 2015. godini istraživači su ih pronašli na projektu LIGO, čiji se laboratoriji nalaze u Louisiani i Kaliforniji.
Gravitacijski valovi koje je predvidio Einstein zabilježeni su u 2015. godini / Kalifornijski tehnološki institut
Gravitacijski valovi putuju kroz prostor-vrijeme brzinom svjetlosti, što rezultira eksplozijama zvijezda i spajanjem crnih rupa.
Logično je pretpostaviti da gravitacijski valovi postoje u svim dimenzijama u svemiru, objašnjava Gomez.
Na temelju ove pretpostavke, Gomez i Andriot stvorili su matematički model opisujući kako druga mjerenja trebaju utjecati na gravitacijske valove.
Prvo, vjeruju da se dodatne dimenzije mogu očitovati putem visokofrekventnih gravitacijskih valova. Drugo, u različitim dimenzijama gravitacijski valovi trebali bi imati različite učinke na istezanje "tkiva" Svemira.
"Ako u našem svemiru postoje dodatne dimenzije, one se mogu proširiti prostor-vrijeme na način na koji obični gravitacijski valovi ne mogu", objašnjava Gomez.
Za testiranje prvog dijela hipoteze potrebna je vrlo osjetljiva oprema. Tisuće puta precizniji od laboratorija LIGO, koji su otkrivali gravitacijske valove.
Istodobno, s takvom opremom neće biti teško osigurati pronalaženje gravitacijskih valova potrebne frekvencije, ističu autori studije, jer niti jedan poznati astrofizički postupak ne može emitirati gravitacijske valove tako visoke frekvencije.
Ako se pronađu takvi valovi, to će biti početak nove ere u fizici, državi Gomez i Andriotu.
Drugi traženi faktor koji će dokazati postojanje drugih dimenzija je takozvani "način disanja" gravitacijskih valova. S gledišta dostupnih mjerenja, neka bi se svojstva gibanja gravitacijskih valova trebala činiti anomalijama, sigurni su autori studije.
Istraživači namjeravaju zatražiti pomoć od laboratorija s LIGO detektorima kako bi promatrali isti eksperiment s česticama u stvarnom vremenu.
„Teoretski,„ način disanja “deformira prostor-vrijeme na određeni način, što će biti jasan znak postojanja drugih dimenzija“, napominju autori radne napomene.
Štoviše, prisutnost drugih dimenzija mogla bi objasniti zašto je gravitacija najosnovnija sila u prirodi. Ako gravitacija postoji u svim dimenzijama, to mora biti slaba sila, jer vidimo samo njezin mali dio - onaj koji postoji u četiri dimenzije koje su nam vidljive, navode istraživači.
Postojanje drugih dimenzija možda je upravo Sveti Gral suvremene fizike za kojim su znanstvenici tako dugo i uporno tragali. Druga mjerenja mogla bi dovesti do stvaranja jedinstvene teorije svemira, koja bi teoriju kvantnih polja uskladila s općim načelima relativnosti.
U takvom Svemiru moguća su i antigravitacija i pokreti brzinom većom od svjetlosne brzine.
Stoga je proučavanje prirode gravitacijskih valova izuzetno važno, prema Karli Lant, kolumnistici za futurizam.