SEATTLE – vesmíru dávalo by to perfektní smysl … pokud se ukáže, že žijeme v 10 – nebo 11-dimenzionální sféry, kde je gravitace bublající mimo jiné rovině zcela. Alespoň to je to, co se objevuje jako nejžhavější koncept na hranici fyziky.
i Když to zní jako prakticky neověřitelné tvrzení, fyzikové se snaží přijít se způsoby, jak shromáždit důkazy, zálohovat nebo vyvrátit extradimensional teorie v současné době v módě. Ale bude trvat několik let, než získáme důkazy, pokud je vůbec možné je získat.,
tvrdí, že vesmír má více než čtyři dimenze můžeme vnímat — to znamená, že tři prostorové dimenze plus čas — je dost exotický. Ale snaha dokázat, že tvrzení přináší virtuální zvěřinec záhad: mini-černé díry a temné hmoty, gravitační vlny a inflace vesmíru, super-kolizí vysoce energetických částic a ultra-silné záblesky záření gama.,
I fyzici za dnes je nejvíce mluvil-o extradimensional teorie, Harvard University Lisa Randallová a Johns Hopkins University je Raman Sundrum, ještě nejsou úplně jistý, zda přístupy se vyplatí.
“ nic není se zárukou vrácení peněz,“ řekl Sundrum MSNBC.com.
tak proč se obtěžovat? Fyzici nejsou jen předení tyto příběhy 11 rozměry pro pobavení sci-fi spisovatelů. Spíše se zdá, že neviditelné dimenze nabízejí nejlepší naději na řešení druhů problémů, které frustrovaly teoretiky od doby Alberta Einsteina.,
neuvěřitelné lehkosti gravitace
Po celá desetiletí, vědci lámal hlavu, slabost gravitace ve srovnání s ostatními základními silami přírody.
“ malý magnet může zvednout kancelářskou sponku, i když ji veškerá hmota země táhne opačným směrem, „poznamenala Randall ve své knize o hledání dalších rozměrů s názvem“ pokřivené pasáže.“
Einstein se pokusil přijít s zastřešující teorií, která by se mohla stejně dobře aplikovat na gravitaci a ostatní síly, ale prostě to nemohla udělat., Ve skutečnosti jsou teorie, které řídí gravitaci a kvantovou mechaniku, zcela oddělené a zcela neslučitelné ve čtyřrozměrném světě, který známe.
v Průběhu posledních několika desetiletí, Einsteinova nástupce zaměřili své úsilí o „teorii všeho“ na řetězec teorie — myšlenka, že základní složky hmoty jsou malé vláknitého objekty vibrační na různých frekvencích. Teoretici strun by mohli přijít s rovnicemi, které by pokryly gravitaci i kvantové efekty, pokud by dostali 10 nebo 11 rozměrů, s nimiž by mohli pracovat.,
snažil se vysvětlit, brany
teorie fungovat ještě lépe, pokud si můžete myslet, náš čtyřrozměrný časoprostor jako typ membrány, nebo „brane,“ vložené v „bulk“, který bere v ještě větší rozměry. Randall a Sundrum zjistili, že srovnávací slabost gravitace je naprosto pochopitelná, pokud by částice zvané gravitony mohly uniknout z Brana do pětidimenzionálního objemu. Ve skutečnosti, říkali, mohlo by to být dobře, že gravitony prosakují přes převážnou část do našeho vlastního brane („Weakbrane“) z extradimenzionálního brane poblíž („Gravitybrane“).,
je pravda, že to zní jako vymyšlený svět přímo z „Alenky v říši divů“ – a Alice byla více než jednou vyvolána samotnými teoretiky. Jediná věc, která by mohla zachránit extradimenzionální fyziku z police beletrie, je vyhlídka na nalezení reálných důkazů na podporu konceptu braneworld.
přestože neexistují žádné záruky, Randall a Sundrum drží naději, že ambiciózní experimenty brzy přinesou přesně tento druh důkazů., „Během příštích pěti let bychom se mohli skutečně setkat s těmito extra dimenzemi,“ řekl Randall během rozhovoru minulý týden v Seattlu.
Rozbíjení částic
problém s detekcí páté dimenze (nebo šestého, sedmého, a tak dále) je, že naše těla jsou postavena tak, aby měřit pouze tři staromódní prostorové dimenze plus čas jako čtvrtý rozměr.
Vědci doufají, že alespoň jeden z rozměrů navíc může být vrácena až takovým způsobem, že jeho vliv může být viděn tím, že měření gravitačního pole na stupnici, řekněme, milimetr nebo méně., Zatím žádné poruchy nebyly oficiálně hlášeny, i když tam byly k občasným výpadkům, které jsou pravděpodobné, že vzhledem k malé experimentální chyby, spíše než páté dimenze.
slibnější avenue by měla začít otevřít příští rok, když 5.3-míle-široká (8.6 km široký) podzemní urychlovač částic přichází on-line v evropské laboratoři CERN, na francouzsko-Švýcarské hranici. Urychlovač, přezdívaný Velký Hadronový Urychlovač, jen by mohl být schopen rozbít protony společně s dostatek energie, aby se třeli subatomární částice, které mají hybnost v dalších dimenzí.,
tato hybnost, řekl Randall, by byl považován za extra hmotnost. Takže pokud LHC produkuje třídy nových částic, které nesou stejné náboje jako normální částice, ale zdá se, že jsou o určité množství těžší, mohlo by to být tip-off do páté dimenze. Pokud je teorie správná, měly by být takové anomálie zjištěny „pravděpodobně během několika let od běhu v CERN,“ řekl Randall.
Detekce gravitačních vln
Randall řekl další směr by mohla mít společného s gravitační vlny — jev, který předpovídá Einsteinova obecná teorie relativity, ale dosud nebyla zjištěna., Komponenty laserového interferometru gravitační vlny za 365 milionů dolarů, nebo LIGO, se právě dostávají do rychlosti ve státě Louisiana a Washington.
Fyzici řekli, že je šance, že LIGO může dosáhnout vůbec první detekci gravitační vlny, a téměř 200.000 uživatelů se přihlásili k pomoci, aby proces LIGO dat prostřednictvím Einstein @ Home distributed computing projektu. Ale Randall řekl MSNBC.com že ani LIGO nebude moci vyzvednout data, která hledá.,
Randall a Sundrum spekulovat, že prostor, který obýváme, a vidět všechno kolem nás může mít přechod od více otevřeně extradimensional stát brzy — možná jako součást procesu kosmické inflace.
„extradimensional obrázek může ve skutečnosti obsahovat inflační mechanismus, který, za příznivých okolností, by produkovat pozorovatelné gravitační vlny, detaily, které mohou dát pryč některé rysy jejich extradimensional původu,“ Sundrum vysvětlil.,
i když LIGO nechtěl být dostatečně citlivé, aby vyzvednout na extradimensional otisků prstů, Randall řekl, že budoucnost americko-Evropská kosmická sonda známý jako Laser Interferometer Space Antenna, nebo LISA, jen by mohl mít šanci.
Sundrum, nicméně, řekl, že teoretické vazby mezi další rozměry a kosmická inflace „dosud hit, že robustní vědomí, na které jste mohli založit silné závěry.“Navíc není jasné, kdy přesně by mohla být LISA spuštěna. Aktuální nejlepší odhad je někdy před rokem 2014.,
chytání záblesků gama záření
právě v posledních několika týdnech navrhli dva další fyzici jinou cestu pro testování teorie Randall-Sundrum. To by zahrnovalo použití sondy NASA nazvané Gama-Ray Large Area Space Telescope nebo GLAST, která má být spuštěna příští rok.,
Ve své knize, publikováno online 24. Května v časopise Physical Review D, Rutgers University Charles Keeton a Duke University je Arlie Petters zaměřit se na konkrétní typ miniaturní černé díry, která se zdá být předvídat jako následek extradimensional deformace efekt.
„To je něco, s hmotností asteroidu, ale to je mikroskopické velikosti,“ řekl, Petters MSNBC.com.
v Případě, že mini-černé díry existují, Keeton a Petters říct GLAST měli zaregistrovat charakteristické ohýbání světla efekt, jak to pozoruje záblesky gama záření ze vzdálených zdrojů., Takový experiment by mohl dokázat, že brány teorie je blíže k pravdě, než Einsteinova teorie relativity — a mohli také půjčit váhu na myšlenku, že mini-černé díry představují alespoň některé z našeho vesmíru je záhadná temná hmota.
„Pokud braneworld černé díry se tvoří i 1 procento temné hmoty v naší části galaxie — opatrný předpoklad — tam by mělo být několik tisíc braneworld černé díry v naší sluneční soustavě,“ Petters řekl.
Randall a Sundrum řekl MSNBC.,com, že byli zpočátku skeptičtí ohledně nápadů navržených Keetonem a Pettersem, ale stále přezkoumávají podrobnosti. Sundrum prozatím řekl, že je ochoten dát vědcům výhodu pochybnosti: „dáte jim více lana, protože pokud mají pravdu, pak je to fantastické.“
důležitá věc je, že fyzikové jsou ve skutečnosti přijít s nápady na testování hypotéz, které se zdálo neověřitelné není to tak dávno, řekl Keeton MSNBC.com.
„my Jsme navrhnout nový test braneworld model, ale rozhodně to není jediná možnost,“ řekl., „To zapadá do širšího obrazu komunity, která se to snaží otestovat.“