موجات الجاذبية: مفتاح فتح أبعاد جديدة?

إذا كنا نريد أن نجد الأبعاد الإضافية في الكون هو وجود ما نحاول أن نشرح ما يسمى نظرية الأوتار ، علينا أن نوجه اهتمامنا إلى موجات الجاذبية. لأنها قد تكون مفتاح اكتشاف يقول علماء الفيزياء.

هذا هو كيف يمكن أن أصف بإيجاز فكرة جديدة الفرضية التي تحاول أن تجد إجابة على حل اللغز الفيزياء: لماذا الجاذبية في الواقع تبين أن يكون أضعف من غيرها من القوى الأساسية من الكون ؟ وفقا جديدة فرضية "تسرب" الجاذبية هو على وجه التحديد في أبعاد أخرى أننا لم نكتشف حتى الآن.

"احتمال وجود أبعاد أخرى تم مناقشة لبعض الوقت و مع وجهات نظر مختلفة ،" — يقول Emiliana الرجال من مدرسة البوليتكنيك في باريس.

"موجات الجاذبية ، في المقابل ، يمكن أن يكون مفتاح اكتشاف هذه الأبعاد الإضافية".

هو الآن على نطاق واسع هو فكرة أربعة أبعاد — المكانية الثلاثة (الطول, العرض, الارتفاع) و (الوقت). غير أن معرفتنا كيف تتصرف المادة على نطاق صغير ، تحتوي على العديد من الثغرات لملء التي يمكن أن ستة أبعاد. هكذا تقول نظرية الأوتار, التي وفقا لها كل شيء في الكون يمكن أن يكون أسهل بكثير لفهم الشرح أسهل إذا قبلنا فكرة وجود 10 الأبعاد. وعلاوة على ذلك, نظرية الأوتار يعتبر الطريقة الأكثر احتمالا أخيرا ملء الفجوات بين الكلاسيكية و الفيزياء الكمية ، ليصبح مستقبلا نظرية الجاذبية الكمية.

وحسب هذه النظرية فإن جزيئات صغيرة جدا من المسألة التي نحن يمكن الكشف عن الكواركات, يمكن في الواقع تتكون من جزيئات أصغر – الأبعاد الألياف الضوئية, الطاقة, سلوكهم هو تذكرنا سلسلة تهتز. هذه "سلاسل" هناك الكثير من الاهتمام إلى العلماء لسبب بسيط. ويعتقد أنها سوف تكون قادرة على أن تفعل شيئا غير قادرة على جعل لدينا الفيزياء الحديثة ، وهي تصف بدقة كل معروف القوى الأساسية ، بما في ذلك الجاذبية, القوة الكهرومغناطيسية و القوى النووية. أنها أيضا يمكن أن تساعدنا على فهم لماذا الكون لا يزال يتمدد. ومع ذلك ، فإن الرئيسية (وربما الوحيد كبيرا) المشكلة مع ذلك هو أن لها رياضية مبرر (سلاسل) تتطلب ما لا يقل عن 10 القياسات. و المشكلة هي أننا لم تقترب حتى من فتح إضافية واحدة.

ومع ذلك الفيزياء غوستافو Lucena غوميز ديفيد Andriot من معهد ماكس بلانك للفيزياء في ألمانيا يعتقدون أن الأمل في اكتشاف هذه الأبعاد الإضافية لدينا. و هذا الأمل موجات الجاذبية, منذ فترة طويلة توقع الكبير اينشتاين فقط أكدت مؤخرا من قبل علماء الحديث.

موجات الجاذبية كانت واحدة من أهم المواضيع في العام الماضي ، عندما فيزياء LIGO – عملاق اثنين المراصد تقع في الولايات المتحدة الأمريكية من لويزيانا كاليفورنيا – أعلنت لأول مرة اكتشف دليل مباشر على وجود ما يسمى تموجات في الفضاء-الزمن أن حوالي 100 سنة تنبأ أينشتاين. هذه الموجات السفر عبر الزمن بسرعة الضوء و تظهر نتيجة بعض من أهم الأحداث في الكون مثل اندماج الثقوب السوداء أو انفجارات النجوم. فهي قادرة على تمرير وبالتالي تؤثر على جميع الأبعاد المعروفة في الكون ، على الأرجح ، حتى تلك التي ليست بعد قادرة على الكشف عن ذلك.

"إذا كان الكون قد أبعاد إضافية ، فإنه سيكون من المنطقي أن نفترض أن موجات الجاذبية موجودة في كل هذه الأبعاد،", — يقول غوميز.

غوميز Andriot اشتقاق نموذج رياضي يصف المتوقع آثار موجات الجاذبية على قياسات تحديد اثنين من العوامل الرئيسية. أولا, ووفقا للباحثين, الأبعاد الإضافية يمكن أن يعبر عن نفسه من خلال ارتفاع وتيرة موجات الجاذبية. ثانيا ، في أبعاد مختلفة ، موجات الجاذبية لها تأثيرات مختلفة على التمدد "النسيج" من الكون.

ووفقا للباحثين في الحالة الأولى إلى الكشف عن أن يكون معدات آلاف المرات أكثر حساسية من LIGO إلى نفسه.

"نحن لم نكن على مستوى العمليات الفيزيائية الفلكية التي تخلق موجات الجاذبية مع تردد أعلى بكثير من 1000 هرتز, لذا, إذا كان لديك الثقيلة والحساسة كاشف سوف تفهم على الفور ما نحن عليه. تحديد الترددات من هذا المستوى سيكون إشارة اكتشاف الفيزياء الجديدة."

و الحالة الثانية سوف تتطلب الفيزيائيون لدراسة تغيرات غير طبيعية في التأثير على الزمكان "العادية موجات الجاذبية" (أي تلك التي يمكننا أن نحدد الآن) وتلك التي ستكون متاحة في موجات الجاذبية من أبعاد أخرى.

"تشوه الزمكان ستكون ممثلة في معين مميزة عن بقية شكل" — العلماء.

العلوم عمود نيوزويك هانا أوزبورن هو أكثر تفاؤلا حول إمكانية إيجاد أبعاد إضافية من خلال تأثيرها على موجات الجاذبية. في رأيها ، سوف تتطلب للكشف عن حساسية LIGO المختبرات العاملة. أوزبورن يعتقد أن "هذه التقنيات سوف تصبح متاحة في المستقبل القريبفي المستقبل."

وجود أبعاد أخرى يمكن أن يكون الجواب الفيزياء الحديثة ، الذي طالما بفارغ الصبر سعى من قبل العلماء. أبعاد أخرى يمكن أن تؤدي إلى إنشاء نظرية موحدة للكون الذي يوفق بين حقل الكم نظرية النسبية العامة المبادئ.

الرأي حول احتمال وجود أبعاد إضافية مشتركة من قبل العديد من العلماء. على سبيل المثال الفيزيائي بوبي أشاريا من كلية الملك في لندن يعتقد أن الكون هو أكثر تعقيدا بكثير مما يبدو للوهلة الأولى ، والاختباء في أنه يمكن أن يكون أي شيء. وقال انه يعتقد في الأبعاد الإضافية ، ولكن يدرك أن المستوى الحالي من التكنولوجيا لا تسمح الكشف عليهم.

"من أجل إنشاء و توزيع موجات الجاذبية في أبعاد أخرى سوف تحتاج إلى كمية هائلة من الطاقة. حتى إذا كنت تدير لخلق موجة من شأنها أن تتسرب إلى أبعاد أخرى ، وسوف يكون على نطاق صغير بحيث تردد موجات الجاذبية في هذه الحالة سوف تكون عالية جدا ، أعلى بكثير من الحالية الكشف عن قدرات موجة الجاذبية كاشف LIGO".