Kui tahame leida oma universumis lisamõõtmeid, see tähendab, mille olemasolu nn keelteooria üritab meile selgitada, siis peaksime oma tähelepanu pöörama gravitatsioonilainetele. Kuna need võivad olla nende avastuse võti, väidavad füüsikud.
Nii saate lühidalt kirjeldada uue hüpoteesi ideed, mis püüab leida vastust füüsika lahendamata mõistatusele: miks on gravitatsioon tegelikult nõrgem kui meie universumi muud põhijõud? Uue hüpoteesi kohaselt viib raskusjõu "leke" just teistesse mõõtmetesse, mida meil pole veel avastatud.
“Muude mõõtmete võimalusest on räägitud juba pikka aega ja täiesti erinevatest vaatenurkadest,” ütleb Emilian Dudas Pariisi Ecole polütehnikumist.
"Gravitatsioonilised lained võivad omakorda olla võtmeks nende lisamõõtmete avastamisel."
Nelja mõõtme idee on nüüd laialdaselt aktsepteeritud - kolm ruumilist (pikkus, laius, kõrgus) ja üks ajaline (aeg). Kuid meie teadmised selle kohta, kuidas mateeria väikseima skaalaga käitub, sisaldab palju lünki, mida kuus täiendavat mõõdet võiksid täita. See on keelteooria arvamus, mille kohaselt kõike universumis võiks palju lihtsamini mõista ja selgitada, kui oleksime nõus 10 mõõtme olemasolu ideega. Lisaks peetakse stringi teooriat kõige tõenäolisemaks viisiks, kuidas täita lõpuks lõhe klassikalise ja kvantfüüsika vahel, saades aluseks kvantgravitatsiooni tulevikuteooriale.
Selle teooria kohaselt võivad kvarkid moodustada väikseimad aineosakesed, mida me suudame tuvastada, ja need võivad koosneda veelgi väiksematest osakestest - energia ühemõõtmelistest kiududest, mis käituvad vibreerivana. Teadlased on nendest "keeltest" väga huvitatud ühel lihtsal põhjusel. Usutakse, et nad suudavad teha seda, mida meie kaasaegne füüsika ei suuda, nimelt täpselt kirjeldada kõiki meile teadaolevaid kõige põhilisemaid jõude, sealhulgas gravitatsiooni, elektromagnetilist ja tuumajõude. Samuti võivad need aidata meil mõista, miks universum endiselt laieneb. Peamine (ja võib-olla ainus oluline) probleem on aga see, et nad (stringid) vajavad matemaatiliseks õigustamiseks vähemalt 10 mõõdet. Ja häda on selles, et me pole isegi lähedale jõudnudühe täiendava avamiseks.
Sellegipoolest on Saksamaa Max Plancki füüsikainstituudi füüsikud Gustavo Lucena-Gomez ja David Andriot veendunud, et meil on lootust nende lisamõõtmete avastamiseks. Ja see lootus on gravitatsioonilained, mida suur Einstein ennustas juba ammu ja mida tänapäevased teadlased kinnitasid alles hiljuti.
Gravitatsioonilainetest sai üks viimase aasta kuumemaid teemasid, kui LIGO - kaks hiiglaslikku observatooriumi, mis asuvad USA-s Louisiana ja Californias - füüsikud teatasid esmakordselt, et nad on avastanud otseseid tõendeid kosmose-aja nn nihke olemasolu kohta, mis on umbes 100 aastat tagasi ennustas Einstein. Need lained liiguvad läbi kosmoseaja valguse kiirusel ja on universumi mõne katastroofilisema sündmuse, näiteks mustade aukude liitmise või tähtede plahvatuse, tagajärg. Need on võimelised läbima ja mõjutama seeläbi kõiki meile universumis teadaolevaid mõõtmeid ja suure tõenäosusega ka neid, mida me veel ei suuda tuvastada.
Reklaamvideo:
"Kui universumis on täiendavaid mõõtmeid, siis oleks loogiline eeldada, et gravitatsioonilained eksisteerivad kõigis nendes dimensioonides," kommenteerib Gomez.
Gomez ja Andriot töötasid välja matemaatilise mudeli, mis kirjeldas gravitatsioonilainete oletatavat mõju mõõtmistele ja tuvastas kaks peamist tegurit. Esiteks võivad lisamõõtmed teadlaste sõnul avalduda tänu kõrgsageduslike gravitatsiooniliste lainete toimel. Teiseks, erinevatel mõõtmetel peaksid gravitatsioonilained avaldama erinevat mõju Universumi "koe" venitamisele.
Teadlaste sõnul vajaks tuvastamine esimesel juhul seadmeid, mis on tuhandeid kordi tundlikumad kui sama LIGO.
„Me pole veel kohanud astrofüüsikalisi protsesse, mis tekitavad gravitatsioonilisi laineid sagedusega palju kõrgem kui 1000 Hz, seetõttu saaksime sobiva ülivõimsa ja tundliku detektoriga kohe aru, mille tunnistajaks oleme. Selle taseme sageduste määramine võib vihjata uue füüsika avastamisele.
Ja teine juhtum nõuab, et füüsikud uuriksid anomaalseid muutusi "tavaliste gravitatsiooniliste lainete" (st nende, mida saame praegu kindlaks teha) ja nende, millel oleks olnud gravitatsioonilained teistest dimensioonidest, mõju kosmoseajale.
"Kosmose-aja deformatsioon esitatakse kindlal, eristataval kujul," - väidavad teadlased.
Newsweeki teaduskolumnist Hannah Osborne suhtub optimistlikumalt võimaluses avastada lisamõõtmeid nende mõju kaudu gravitatsioonilainetele. Tema arvates on vaja detektorit, mille tundlikkuse tase on kolm LIGO laborit korraga ja mis töötab tervikuna. Osborne usub, et "sellised tehnoloogiad saavad kättesaadavaks lähitulevikus."
Muude mõõtmete olemasolu võib olla moodsa füüsika väga vastus, mida teadlased on nii kaua ja järjekindlalt otsinud. Muud mõõtmised võivad viia universumi ühtse teooria loomiseni, mis sobitaks kvantvälja teooria relatiivsustegevuse üldpõhimõtetega.
Arvamust lisamõõtmete olemasolu tõenäosuse kohta jagavad paljud teadlased. Näiteks teoreetiline füüsik Bobby Acharia Londoni King's College'ist usub, et universum on palju keerukam, kui esmapilgul tundub, ja selles võib peituda ükskõik mida. Ta usub täiendavatesse mõõtmetesse, kuid on hästi teadlik, et praegune tehnoloogia tase ei võimalda neid avastada.
“Gravitatsioonilainete loomiseks ja ümberjaotamiseks teistesse mõõtmetesse on vaja kolossaalset kogust energiat. Isegi kui teil õnnestub luua laineid, mis immitsevad teistesse mõõtmetesse, on skaala nii väike, et gravitatsioonilainete sagedus on sel juhul väga kõrge, palju suurem kui LIGO gravitatsioonilise lainedetektori praegused tuvastamisvõimalused."
NIKOLAY KHIZHNYAK
