Forskere fra Max Planck Institute for Gravitational Physics har konkluderet, at gravitationsbølger skal bære præg af de ekstra dimensioner af rum, der er forudsagt af strengteori.
Det 20. århundrede gav verden to store fysiske teorier - den generelle relativitetsteori (GR) og kvantemekanik. Den første omhandler rum, tid og tyngdekraft. For eksempel forklarer hun, hvorfor ure vil løbe lidt langsommere på jordoverfladen end i kredsløb. Sådanne funktioner skal tages i betragtning, når man opretter GPS- og GLONASS-systemer. Generel relativitet omhandler også sorte huller og andre interessante ting.
Kvantemekanik er videnskaben om opførsel af de mindste bestanddele af stof, såsom elektroner. Det blev grundlaget for al moderne elektronik, som gav os computere, mobiltelefoner og generelt alt, hvad der er smartere end en pære.
Disse to teorier har en uheldig fejl: De er uforenelige med hinanden. Hvis vi anvender dem på det samme objekt, siger den generelle relativitet en ting, og kvantemekanikken siger en anden, og modsigelsen kan ikke fjernes på nogen måde. Dette er ikke så vigtigt i praksis, fordi virkningerne af generel relativitet kun bemærkes for meget massive kroppe (planeter, stjerner, sorte huller) og kvanteeffekter - for meget små (elementære partikler). Men fysikere har længe været bekymret for uforeneligheden med de to største fysiske teorier i vores tid. Af denne grund er forskere på udkig efter en mere komplet teori, der vil "forene" kvantemekanik og generel relativitet, og som også vil beskrive mikro- og makrokosmos ved hjælp af ensartede love.
Den mest berømte kandidat til denne rolle er strengteori. Det viser virkelig, hvordan du kan fjerne modsigelsen og kombinere de to teorier. Men det har sin ulempe: i modsætning til selve den generelle relativitet og kvantemekanikken, trosser den stædigt eksperimentel verifikation. Fysikere spotter bittert, at de ville teste strengteori, hvis de havde en accelerator på størrelse med en galakse.
Da David Andriot og Gustavo Lucena Gómez fra Tysklands Max Planck Institute for Gravitational Physics har fundet ud af det, er en sådan gigantisk maskine muligvis ikke nødvendig. Bekræftelse af strengteori kan opnås ved at observere gravitationsbølger - et fantastisk fænomen, længe forudsagt af teoretikere, men eksperimentelt opdaget først i 2015.
Lad os huske, at nogle storslåede processer, for eksempel sammenstød af sorte huller, forstyrrer tyngdefeltet, og at bølger løber langs det. Fra dette begynder alle genstande, der er fanget i tyngdebølgen, at svinge lidt med det i tide. Disse udsving er for små til at bemærkes med det blotte øje. Derudover er de i almindeligt liv helt blokeret af vibrationer fra en bil, der kører langs gaden eller et skab, der er flyttet af en nabo. Men specielt oprettet til disse formål kan meget følsomme detektorer, skjult dybt under jorden og ekstremt beskyttet mod alle udvendige vibrationer, samle en tyngdekraftsbølge, der først skete for to år siden.
Men som det viser sig, er de i stand til ikke kun at give dette resultat. Ifølge Andrio og Gomez 'konklusioner, kunne observering af tyngdekraftsbølger understøtte strengteori. Faktum er, at rummet ifølge denne teori slet ikke er tredimensionelt - det er ni-dimensionelt. Vi bemærker ikke de seks ekstra dimensioner, fordi de er for små. Så spejlet synes os glat, selvom det er værd at se på dets overflade gennem et mikroskop, og vi vil se hele "bjergkæder" og "kløfter" på det.
Salgsfremmende video:
Tyngdekraftsbølger, som forfatterne af det nye værk viser, skal”føle” disse yderligere dimensioner. Hvis de er til stede i gravitationsbølger, bør der vises en speciel rytme, som de kalder "vejrtrækningstilstand". Hvis "vejrtrækning" detekteres af detektorer, vil dette være den første eksperimentelle bekræftelse af strengteori. Derudover skal der vises et sæt højfrekvente signaler, der ligner flere pludselige højtliggende lyde - en slags”skrig” eller”skrig”, som yderligere dimensioner vil indberette.
Som forfatterne af undersøgelsen bemærker, at paret med LIGO-detektorer mangler følsomhed til at detektere "vejrtrækningstilstand". Men i Italien opdateres i øjeblikket den tredje detektor, VIRGO. Det vil begynde at køre med fuld kapacitet i 2018, og derefter registreres måske "vejrtrækning" af tyngdekraftsbølger. Hvad angår det andet tegn på yderligere målinger - højfrekvente signaler - kræver deres observation desværre oprettelse af en ny detektor, da de eksisterende enheder er designet til at studere lavfrekvente og ikke højfrekvente signaler.
En videnskabelig artikel med resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
