Изучаването на гравитационните вълни може да ви помогне да намерите други измерения
Ако съществуват други измерения, тогава те се проявяват чрез гравитационни вълни, казват физиците от немския институт Макс Планк.
Те извършиха изчисления, които показват как точно трябва да се държат гравитационните вълни, ако наистина съществуват други измерения във Вселената. И предлагат да се проведат поредица от експерименти, които ще докажат или опровергаят тези предположения.
Новата хипотеза също предлага решение на една от най-важните загадки на съвременната физика - защо гравитацията е по-слаба от останалите основни сили на природата. Така новата теория предполага, че гравитацията „изтича“в други измерения, които все още не сме регистрирали.
Физикът Густаво Лучена Гомес смята, че гравитационните вълни могат да бъдат ключът към разбирането на Вселената
Пълна снимка
Промоционално видео:
На пръв поглед Вселената изглежда доста логична, когато се гледа по отношение на четири измерения - дължина, ширина и височина, както и време. Теоретичните физици обаче отдавна предвиждат, че може да има и други измерения. По-специално, известната теория на струните предполага, че има 10 измерения.
Експериментите с частици показват, че шестте измерения, които липсват на традиционния модел, биха могли да помогнат за по-доброто разбиране на някои от процесите.
Плюс това, теорията на струните не е лесна за отхвърляне, тъй като обещава съгласуване между класическата и квантовата физика.
Теорията на струните предполага, че кварците - най-малките частици, които можем да открием - всъщност са съставени от още по-малки частици - енергийни частици, които приличат на вибриращи струни.
Именно тези „струни“могат да обяснят същността на силите, които са фундаментални във Вселената, но не са получили интерпретация в съвременната физика. Например гравитация, електромагнетизъм и ядрено взаимодействие.
Основният проблем е, че математическото описание на "струните" включва най-малко 10 физически измерения. И съвременната наука все още не е успяла да намери нито едно ново измерение.
Нови търсения
Густаво Лучена Гомес и Дейвид Андриот от Института за гравитационна физика Макс Планк в Потсдам, Германия, изложиха теорията, че гравитационните вълни могат да докажат съществуването на други измерения.
Алберт Айнщайн предсказа съществуването на тези вълни, които представляват пулсацията на пространство-време. През 2015 г. те бяха открити от изследователи по проекта LIGO, чиито лаборатории са разположени в Луизиана и Калифорния.
Гравитационните вълни, прогнозирани от Айнщайн, са регистрирани през 2015 г. / Калифорнийския технологичен институт
Гравитационните вълни пътуват през пространството и времето със скоростта на светлината, което води до експлозии на звезди и сливания на черни дупки.
Логично е да се предположи, че гравитационните вълни съществуват във всички измерения на Вселената, обяснява Гомес.
Въз основа на това предположение Гомес и Андриот създават математически модел, описващ как други измервания трябва да влияят върху гравитационните вълни.
Първо, те вярват, че допълнителните измерения могат да се проявят чрез високочестотни гравитационни вълни. Второ, в различни измерения гравитационните вълни трябва да имат различни ефекти върху разтягането на "тъканта" на Вселената.
„Ако в нашата Вселена има допълнителни измерения, те могат да разтеглят пространството и времето по начин, който обикновените гравитационни вълни не могат“, обяснява Гомес.
За да се тества първата част от хипотезата, е необходимо много чувствително оборудване. Хиляди пъти по-точни от лабораториите LIGO, които откриват гравитационни вълни.
В същото време с такова оборудване няма да е трудно да се гарантира, че са намерени гравитационни вълни с необходимата честота, подчертават авторите на изследването, тъй като никой известен астрофизичен процес не може да излъчва гравитационни вълни с толкова висока честота.
Ако бъдат открити такива вълни, това ще бъде началото на нова ера във физиката, щат Гомес и Андриот.
Вторият търсен фактор, който ще докаже съществуването на други измерения, е така нареченият „режим на дишане“на гравитационните вълни. От гледна точка на наличните измервания, някои характеристики на движението на гравитационните вълни трябва да изглеждат като аномалии, сигурни са авторите на изследването.
Изследователите възнамеряват да поискат подкрепа от лаборатории с LIGO детектори, за да наблюдават същия експеримент с частици в реално време.
„На теория„ режимът на дишане “деформира пространството-времето по определен начин, което ще бъде ясен знак за съществуването на други измерения“, отбелязват авторите на работата.
Освен това наличието на други измерения би могло да обясни защо гравитацията е най-фундаменталната сила в природата. Ако гравитацията съществува във всички измерения, тя трябва да е слаба сила, защото ние виждаме само малка част от нея - тази, която съществува в четирите видими за нас измерения, посочват изследователите.
Наличието на други измерения може да е самият Свещен Граал на съвременната физика, който учените търсят толкова дълго и упорито. Други измервания биха могли да доведат до създаването на единна теория на Вселената, която да съгласува квантовата теория на полето с общите принципи на относителността.
В такава Вселена са възможни както гравитацията, така и движенията със скорост, по-голяма от скоростта на светлината.
Следователно изучаването на природата на гравитационните вълни е изключително важно, според Карла Лант, колумнист за футуризъм.