Dodatkowe wymiary zakrzywiają grawitację?

Wielką literą G oznacza jest w fizyce stała grawitacji - wartość służąca do opisu pola grawitacyjnego. Problem jest w tym, że mimo, iż z definicji jest ona stała to pomiary z kilkuset współczesnych eksperymentów przynoszą jej różne wartości, dlatego naukowcy sięgnęli ostatnio po najnowsze odkrycia w fizyce aby dokonać najdokładniejszego pomiaru w historii. Pomiar ten może jednak rodzić "międzywymiarowy" problem.

Stała grawitacyjna została po raz pierwszy eksperymentalnie wyznaczona przez Henry'ego Cavendisha już w roku 1798, jego poprzednik Sir Isaac Newton nie potrafił jej obliczyć. Użył on do tego prostego narzędzia - dwóch zawieszonych na sznurku ciężarków, które wystarczyło rozbujać i zmierzyć ich prędkość obrotową (przyrząd ten nazywamy wagą skręceń).

Dziś używamy oficjalnie wartości ustalonej w 2002 roku, lecz nadal uznaje się ją za pewne uproszczenie - szereg eksperymentów (będących często różnymi wariantami metody Cavendisha) prowadzonych przez zespoły fizyków z całego świata wskazują, że może ona mieć różne wartości, a naukowcy nie mają pojęcia co może wywoływać takie różnice.

Grupa włoskich fizyków wpadła zatem na pomysł zupełnie nowego badania - użyli oni dwóch interferometrów atomowych (użyto dwóch, aby zniwelować siłę przyciągania Ziemi i siły pływowe z Księżyca i Słońca), z pomocą których byli w stanie zmierzyć siłę grawitacji oddziałującą na atomy rubidu w ważących łącznie ponad pół tony wolframowych cylindrach. Całość wyglądała tak, że impuls lasera wzbudzał schłodzone niemal do zera bezwzględnego atomy rubidu, które następnie opadały pod wpływem siły grawitacji, a badacze byli w stanie zmierzyć siłę grawitacji oddziałującą na każdy pojedynczy atom.

Uzyskany w wyniku tego eksperymentu pomiar (G=6.67191(99) X 10‾¹¹ m³kg‾¹s‾²) nie jest może najdokładniejszy, lecz dzięki temu, że przyglądano się właśnie pojedynczym atomom wykluczone zostały możliwości wypaczenia wyniku przez jakieś, nieznane nam błędy (które mogły wystąpić w eksperymentach prowadzonych metodą Cavendisha).

A oznaczać on może dwa scenariusze: pierwszy - wskazujący właśnie na ów błąd, natomiast drugi może nieść poważniejsze konsekwencje, może się bowiem okazać, że rację mają teoretycy twierdzący, iż dodatkowe wymiary we wszechświecie mogą zakrzywiać pola grawitacyjne w znanych nam czterech wymiarach, a być może po dopracowaniu nowej metody uda się z jej pomocą znaleźć dowody na istnienie owych dodatkowych wymiarów.

Źródło: