Forskere ved Max Planck Institute for Gravitational Physics har konkludert med at gravitasjonsbølger må bære avtrykket av de ekstra dimensjonene i rommet som er forutsagt av strengteori.
1900-tallet ga verden to store fysiske teorier - den generelle relativitetsteorien (GR) og kvantemekanikken. Den første omhandler rom, tid og tyngdekraft. For eksempel forklarer hun hvorfor klokker vil løpe litt saktere på jordoverflaten enn i bane. Slike funksjoner må tas i betraktning når du oppretter GPS- og GLONASS-systemer. Generell relativitet omhandler også sorte hull og andre interessante ting.
Kvantemekanikk er vitenskapen om oppførselen til de minste stoffbestanddelene, for eksempel elektroner. Det ble grunnlaget for all moderne elektronikk, som ga oss datamaskiner, mobiltelefoner, og generelt alt som er smartere enn en lyspære.
Disse to teoriene har en uheldig feil: De er uforenlige med hverandre. Hvis vi bruker dem på samme objekt, sier generell relativitet en ting, og kvantemekanikk sier en annen, og motsetningen kan ikke elimineres på noen måte. Dette er ikke så viktig i praksis, fordi effektene av generell relativitet kun er synlige for veldig massive legemer (planeter, stjerner, sorte hull) og kvanteeffekter - for veldig små (elementære partikler). Men fysikere har lenge vært opptatt av inkompatibiliteten til de to største fysiske teoriene i vår tid. Av denne grunn leter forskere etter en mer fullstendig teori som vil "forene" kvantemekanikk og generell relativitet, og vil også beskrive mikro- og makrokosmos ved bruk av ensartede lover.
Den mest kjente kandidaten for denne rollen er strengteori. Det viser virkelig hvordan du kan eliminere motsetningen og kombinere de to teoriene. Men det har sin ulempe: i motsetning til den generelle relativitet og kvantemekanikken selv, trosser den hardnakket eksperimentell bekreftelse. Fysikere spøker bittert med at de ville teste strengteori om de hadde en akselerator på størrelse med en galakse.
Som David Andriot og Gustavo Lucena Gómez fra Tysklands Max Planck Institute for Gravitational Physics har funnet ut, kan det hende at det ikke er behov for en slik gigantisk maskin. Bekreftelse av strengteori kan fås ved å observere gravitasjonsbølger - et fantastisk fenomen som lenge er forutsagt av teoretikere, men eksperimentelt oppdaget først i 2015.
La oss huske at noen grandiose prosesser, for eksempel kollisjoner av sorte hull, forstyrrer gravitasjonsfeltet og at bølger løper langs den. Fra dette begynner alle gjenstander fanget i gravitasjonsbølgen å svinge litt med den i tid. Disse svingningene er for små til å bli lagt merke til med det blotte øye. I tillegg er de i det vanlige livet fullstendig blokkert av vibrasjoner fra en bil som kjører langs gaten eller et skap flyttet av en nabo. Men spesielt skapt for disse formålene, veldig følsomme detektorer, gjemt dypt under jorden og ekstremt beskyttet mot alle fremmede vibrasjoner, kan plukke opp en gravitasjonsbølge, som skjedde for første gang for to år siden.
Men som det viser seg, er de i stand til å gi ikke bare dette resultatet. I følge Andrio og Gomezs funn kunne det å observere gravitasjonsbølger støtte strengteori. Fakta er at rom, i følge denne teorien, overhodet ikke er tredimensjonalt - det er ni-dimensjonalt. Vi legger ikke merke til de seks ekstra dimensjonene fordi de er for små. Så ser speilet oss glatt ut, selv om det er verdt å se på overflaten gjennom et mikroskop, og vi vil se hele "fjellkjeder" og "kløfter" på det.
Salgsfremmende video:
Gravitasjonsbølger, som forfatterne av det nye verket viser, må "føle" disse tilleggsdimensjonene. Hvis de er til stede i gravitasjonsbølger, bør det vises en spesiell rytme, som de kaller "pustemodus". Hvis "pusting" blir oppdaget av detektorer, vil dette være den første eksperimentelle bekreftelsen av strengteori. I tillegg skal det vises et sett med høyfrekvente signaler, som ligner på flere plutselige høylyttelyder - et slags "skrik" eller "skrik" som flere dimensjoner vil fortelle om seg selv.
Som forfatterne av studien noterer, mangler paret av LIGO-detektorer følsomheten for å oppdage "pustemodus". Men i Italia blir den tredje detektoren, VIRGO, for tiden oppgradert. Den vil starte driften med full kapasitet i 2018, og da vil kanskje "pustingen" av gravitasjonsbølger bli registrert. Når det gjelder det andre tegnet på ytterligere målinger - høyfrekvente signaler - krever deres observasjon, akk, opprettelse av en ny detektor, siden de eksisterende enhetene er designet for å studere lavfrekvente og ikke høyfrekvente signaler.
En vitenskapelig artikkel med resultatene fra studien ble publisert i Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
