Ако искаме да намерим допълнителни измерения в нашата Вселена, тоест съществуването на които т. Нар. Теория на струните се опитва да ни обясни, тогава трябва да насочим вниманието си към гравитационните вълни. Защото те могат да бъдат ключът към тяхното откритие, казват физиците.
Ето как можете да опишете накратко идеята за нова хипотеза, която се опитва да намери отговор на неразгаданата загадка на физиката: защо гравитацията всъщност е по-слаба от другите основни сили на нашата Вселена? Според новата хипотеза „изтичането“на гравитацията води точно до други измерения, които тепърва ще откриваме.
„Възможността за други измерения се обсъжда от доста време и от съвсем различна гледна точка“, казва Емилиян Дудас от Политехниката на еколите в Париж.
"Гравитационните вълни от своя страна биха могли да бъдат ключът към откриването на тези допълнителни измерения."
Идеята за четири измерения сега е широко приета - три пространствени (дължина, ширина, височина) и едно времево (време). Въпреки това, нашите знания за това как материята се държи на най-малките везни съдържа много пропуски, които могат да запълнят допълнителни шест измерения. Това е мнението на теорията на струните, според която всичко във Вселената би могло да бъде много по-лесно да се разбере и обясни, ако се съгласим с идеята за съществуването на 10 измерения. В допълнение, теорията на струните се разглежда като най-вероятният начин за окончателно преодоляване на пропастта между класическата и квантовата физика, превръщайки се в основата на бъдещата теория на квантовата гравитация.
Според тази теория, най-малките частици от материята, които можем да открием, кварки, всъщност могат да се състоят от още по-малки частици - едномерни енергийни влакна, които се държат като вибриращи струни. Учените са много заинтересовани от тези „струни“по една проста причина. Вярва се, че те ще могат да направят онова, което съвременната ни физика не е в състояние, а именно: точно да опишат всички най-фундаментални сили, познати ни, включително гравитацията, електромагнетизма и ядрените сили. Те също могат да ни помогнат да разберем защо вселената все още се разширява. Основният (и може би единственият съществен) проблем е, че те (низовете) изискват поне 10 измерения за математическата си обосновка. И бедата е, че дори не сме се доближилиза да отворите един допълнителен.
Независимо от това, физиците Густаво Лучена-Гомес и Дейвид Андриот от Института по физика Макс Планк в Германия са убедени, че имаме надежда за откриването на тези допълнителни измерения. И тази надежда е гравитационните вълни, прогнозирани отдавна от великия Айнщайн и едва наскоро потвърдени от съвременните учени.
Гравитационните вълни станаха една от най-горещите теми на изминалата година, когато физиците в LIGO - две гигантски обсерватории, разположени в американските щати Луизиана и Калифорния, обявиха за първи път, че са открили директни доказателства за съществуването на така наречените пулсации на пространството и времето, което е около 100 преди години, предсказани от Айнщайн. Тези вълни пътуват през космическото време със скоростта на светлината и са резултат от някои от най-катастрофалните събития във Вселената, като сливане на черни дупки или взривяване на звезди. Те са в състояние да преминат и по този начин да засегнат всички измерения, известни ни във Вселената и, най-вероятно, дори и тези, които все още не сме в състояние да открием.
Промоционално видео:
„Ако във Вселената има допълнителни измерения, би било логично да се предполага, че гравитационните вълни ще съществуват във всички тези измерения“, коментира Гомес.
Гомес и Андриот разработиха математически модел, описващ предполагаемите ефекти на гравитационните вълни върху измерванията и идентифицираха два ключови фактора. Първо, според изследователите, допълнителните измерения могат да се проявят благодарение на високочестотните гравитационни вълни. Второ, в различни измерения гравитационните вълни трябва да имат различни ефекти върху разтягането на "тъканта" на Вселената.
Според изследователите, в първия случай откриването ще изисква оборудване, което е хиляди пъти по-чувствително от това на същия LIGO.
„Все още не сме срещали астрофизични процеси, които създават гравитационни вълни с честота много по-висока от 1000 Hz, следователно с подходящ супер-мощен и чувствителен детектор веднага бихме разбрали на какво сме свидетели. Определянето на честотите от такова ниво може да намекне за откриването на нова физика."
И вторият случай ще изисква физиците да проучат аномални промени във въздействието върху пространството и времето на "обикновените гравитационни вълни" (тоест тези, които можем да определим сега) и тези, които биха имали гравитационни вълни от други измерения.
"Деформацията на пространството и времето ще бъде представена в определена, отличителна форма", - казват учените.
Научната колонка на Newsweek Хана Осборн е по-оптимистична относно възможността за откриване на допълнителни измерения чрез тяхното влияние върху гравитационните вълни. Според нея ще бъде необходим детектор с ниво на чувствителност на три LIGO лаборатории наведнъж, работещ като цяло. Осборн вярва, че „подобни технологии ще станат достъпни в близко бъдеще“.
Наличието на други измерения може да е самият отговор на съвременната физика, която 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.
Мнението за вероятността за съществуване на допълнителни измерения се споделя от много учени. Например теоретичният физик Боби Ачария от King's College London вярва, че Вселената е много по-сложна, отколкото изглежда на пръв поглед, и всичко може да се скрие в нея. Той вярва в допълнителни измерения, но е добре наясно, че сегашното ниво на технологиите не позволява те да бъдат открити.
„За да създадете и преразпределите гравитационните вълни в други измерения, ще ви трябва колосално количество енергия. Дори ако успеете да създадете вълни, които проникват в други измерения, мащабът ще бъде толкова малък, че честотата на гравитационните вълни в този случай ще бъде много висока, много по-висока от настоящите възможности за откриване на детектора на гравитационната вълна LIGO.
НИКОЛАЙ ХИЖНЯК