Wykryjemy dodatkowe wymiary z pomocą fal grawitacyjnych

Odkrycie fal grawitacyjnych pochodzących z fuzji dwóch czarnych dziur, już w niezwykły sposób odmienia nasze badania i postrzeganie Wszechświata. Teraz naukowcy z Instytutu Fizyki Grawitacyjnej Maxa Plancka (Instytutu Alberta Einsteina/AEI) w Poczdamie, chcą z ich pomocą odkryć dodatkowe wymiary.

Pozwoli nam to nie tylko szybciej poszukiwać najbardziej egzotycznych obiektów w kosmosie, ale również lepiej zrozumieć istotę ich funkcjonowania, która leży u podstaw grawitacji. Naukowcy AEI uważają, że jej słabość, w porównaniu np. do elektromagnetyzmu, wynika z tego faktu, że oddziałuje ona z więcej niż trzema wymiarami przestrzennymi i jednym czasowym.

Dodatkowe wymiary są częścią słynnej teorii strun, która przez wielu uważana jest za podwaliny do grawitacji kwantowej, unifikującej mechanikę kwantową z ogólną teorią względności. Pozwoliłaby ona nam zrozumieć, co dzieje się w pobliżu bardzo dużych mas oddalonych od siebie o bardzo małe odległości, np. we wnętrzach czarnych dziur czy podczas Wielkiego Wybuchu.

Obecnie naukowcy poszukują dodatkowych wymiarów z pomocą Wielkiego Zderzacza Hadronów w CERN. Niestety, prowadzone dotychczas eksperymenty nie przyniosły żadnych efektów. Dlatego astrofizycy dopatrują się przełomu w badaniach fal grawitacyjnych.

Naukowcy z AEI wyliczyli, że dodatkowe wymiary powinny mieć dwojaki wpływ na fale grawitacyjne. Po pierwsze, mogą zmodyfikować "standardowe" fale grawitacyjne i spowodować powstanie dodatkowych fal na wysokich częstotliwościach, powyżej 1000 Hz. Problemem będzie jednak ich zaobserwowanie, ponieważ istniejące naziemne detektory fal grawitacyjnych nie są wystarczająco czułe na wysokie częstotliwości.

Po drugie, wpływ dodatkowych wymiarów na fale grawitacyjne może być zaobserwowany w rozciąganiu i kurczeniu czasoprzestrzeni. Tyle, że badania i obserwacje tego zjawiska można poczynić tylko z pomocą kilku detektorów. Niedawno zostały zrealizowane plany włączenia detektora Virgo do dwóch detektorów LIGO.

Niebawem świat astrofizyki będzie mógł sprawdzić, czy istnieją dodatkowe, ukryte wymiary, a teoria strun potwierdzi prawdziwość teorii grawitacji kwantowej.

Źródło: GeekWeek.pl/ / Fot. NASA