Ako želimo pronaći dodatne dimenzije u našem Svemiru, odnosno postojanje koje nam takozvana teorija struna pokušava objasniti, tada bismo trebali usmjeriti pažnju na gravitacijske valove. Jer fizičari mogu biti ključ njihovog otkrića.
Ovako možete ukratko opisati ideju nove hipoteze koja pokušava pronaći odgovor na neriješenu tajnu fizike: zašto je gravitacija u stvari slabija od ostalih temeljnih sila našeg svemira? Prema novoj hipotezi, "curenje" gravitacije vodi upravo u druge dimenzije koje tek moramo otkriti.
"O mogućnosti drugih dimenzija razgovaralo se već dugo vremena i s potpuno različitih gledišta", kaže Emilian Dudas iz pariškog Veleučilišta Ecole.
"Gravitacijski valovi bi zauzvrat mogli biti ključ za otkrivanje tih dodatnih dimenzija."
Danas je široko prihvaćena ideja o četiri dimenzije - tri prostorne (duljina, širina, visina) i jedna vremenska (vremenska). Međutim, naše znanje o tome kako se materija ponaša na najmanjim mjerilima sadrži mnogo praznina koje bi dodatnih šest dimenzija moglo popuniti. Ovo je mišljenje teorije struna prema kojoj bi sve u Svemiru moglo biti puno lakše razumjeti i objasniti ako bismo se složili s idejom postojanja 10 dimenzija. Pored toga, Teorija struna smatra se najvjerovatnijim načinom da se konačno premosti jaz između klasične i kvantne fizike, postajući temelj buduće teorije kvantne gravitacije.
Prema ovoj teoriji, najmanje čestice materije koje možemo otkriti, kvarkovi, mogu se sastojati od još manjih čestica - jednodimenzionalnih vlakana energije koja se ponašaju poput vibrirajućih struna. Znanstvenici su vrlo zainteresirani za ove „žice“iz jednog jednostavnog razloga. Vjeruje se da će oni moći učiniti ono što naša moderna fizika nije u stanju učiniti, naime, točno opisati sve najosnovnije poznate sile koje su nam poznate, uključujući gravitaciju, elektromagnetizam i nuklearne sile. Također nam mogu pomoći da shvatimo zašto se svemir i dalje širi. Međutim, glavni (i možda jedini značajni) problem je što oni (žice) zahtijevaju najmanje 10 dimenzija za svoje matematičko opravdanje. A problem je što se još nismo ni približiliza otvaranje jednog dodatnog.
Ipak, fizičari Gustavo Lucena-Gomez i David Andriot s Instituta za fiziku Max Planck u Njemačkoj uvjereni su da imamo nade za otkrivanje ovih dodatnih dimenzija. A ta nada su gravitacijski valovi koje je davno predvidio veliki Einstein i koje su moderni znanstvenici nedavno potvrdili.
Gravitacijski valovi postali su jedna od najtoplijih tema prošle godine, kada su fizičari u LIGO-u - dva gigantska opservatorija smještena u američkim državama Louisiani i Kaliforniji - prvi put objavili da su otkrili izravne dokaze za postojanje takozvanih pukotina prostora-vremena, kojih je oko 100 godina predviđao Einstein. Ti valovi putuju kroz svemir i brzinom svjetlosti, a rezultat su nekih od katastrofalnijih događaja u svemiru, poput spajanja crnih rupa ili eksplozija zvijezda. Oni su u stanju proći i na taj način utjecati na sve dimenzije koje su nam poznate u Svemiru i, najvjerojatnije, čak i one koje još nismo u stanju otkriti.
Promotivni video:
"Ako u svemiru postoje dodatne dimenzije, bilo bi logično pretpostaviti da će gravitacijski valovi postojati u svim tim dimenzijama", komentira Gomez.
Gomez i Andriot razvili su matematički model koji je opisao navodne učinke gravitacijskih valova na mjerenja i identificirali dva ključna čimbenika. Prvo, prema istraživačima, dodatne dimenzije mogu se očitovati zahvaljujući visokofrekventnim gravitacijskim valovima. Drugo, u različitim dimenzijama gravitacijski valovi trebali bi imati različite učinke na istezanje "tkiva" Svemira.
Prema istraživačima, u prvom bi slučaju za otkrivanje bila potrebna oprema koja je tisuću puta osjetljivija od one iste LIGO.
"Još se nismo susreli s astrofizičkim procesima koji stvaraju gravitacijske valove s frekvencijom mnogo većom od 1000 Hz. Stoga bismo s odgovarajućim super-moćnim i osjetljivim detektorom odmah shvatili čemu svjedočimo. Određivanje frekvencija takve razine moglo bi nagovijestiti otkriće nove fizike."
I drugi će slučaj zahtijevati od fizičara da prouče anomalične promjene utjecaja na prostor-vrijeme "običnih gravitacijskih valova" (tj. One koje sada možemo odrediti) i one koji bi imali gravitacijske valove iz drugih dimenzija.
"Deformacija prostora-vremena bila bi predstavljena u određenom, prepoznatljivom obliku", - kažu znanstvenici.
Novinarka časopisa Newsweek Hannah Osborne više je optimistična u pogledu mogućnosti otkrivanja dodatnih dimenzija kroz njihov utjecaj na gravitacijske valove. Prema njenom mišljenju, bit će potreban detektor s razinom osjetljivosti triju LIGO laboratorija, koji rade u cjelini. Osborne vjeruje da će "takve tehnologije postati dostupne u skoroj budućnosti".
Postojanje drugih dimenzija možda je vrlo odgovor moderne fizike koju 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.
Mišljenje o vjerojatnosti postojanja dodatnih dimenzija dijele mnogi znanstvenici. Na primjer, teorijski fizičar Bobby Acharia s King's Collegea u Londonu smatra da je svemir mnogo složeniji nego što se čini na prvi pogled, i da se u njemu sve može sakriti. Vjeruje u dodatne dimenzije, ali dobro je svjestan da trenutna razina tehnologije ne dopušta njihovo otkrivanje.
„Za stvaranje i preraspodjelu gravitacijskih valova u druge dimenzije trebat će vam ogromna količina energije. Čak i ako uspijete stvoriti valove koji prodire u druge dimenzije, skala će biti toliko mala da će frekvencija gravitacijskih valova u ovom slučaju biti vrlo visoka, puno veća od trenutnih mogućnosti detekcije LIGO gravitacijskog valjnog detektora."
NIKOLAY KHIZHNYAK