Gravitační vlny mohou odhalit doposud skryté rozměry vesmíru

Vědci předpokládají, že gravitace je tak slabá proto, že část z ní uniká do jiných rozměrů.

Kdyby měla některá ze čtyř základních interakcí v přírodě – elektromagnetická, silná a slabá jaderná a gravitační – odlišné působení, vesmír by vypadal jinak.

Stabilní jádra prvků periodické tabulky totiž závisí na poměru elektromagnetické a silné jaderné síly. Stačil by malý rozdíl a nevznikl by ani nejjednodušší prvek, vodík.

Kdyby zase zesílila gravitace, hvězdy by spálily palivo dříve a pokud by byla slabší, hmota by se neshlukovala a hvězdy či jiné tělesa by ani nevznikly.

Navzdory zdání jemné rovnováhy však vědce trápí už léta trápí, proč je gravitace v porovnání s elektromagnetickou interakcí o 10 na 42 krát slabší.

Slibná cesta
Jednou z hypotéz je, že část gravitační síly může unikat do rozměrů, které v každodenním životě nevnímáme.
Přesto by se nepřímo pozorovat daly, jejich skryté vlnění by mohlo zanechávat stopy v takzvaných gravitačních vlnách. Kdyby fyzici dokázali takové vlnění pozorovat, lépe by to objasnilo povahu vesmíru.
Včetně toho, proč se rychlost rozpínání vesmíru zvyšuje.

Strunová teorie, která se snaží spojit kvantovou mechaniku a einsteinovskou gravitaci, potřebuje právě více rozměrů.

Objevit je je však náročné a Velký hadronový urychlovač zatím neodhalil žádnou novou fyziku.

“Pokud vesmír skutečně má další rozměry, gravitační vlny jimi mohou procházet,” říká Gustavo Lucena Goméz z Institutu Maxe Plancka pro gravitační fyziku v Německu.Předpokládá se, že gravitace je v každém rozměru, který existuje.

Vlnění v časoprostoru, které za sebou zanechává velmi hmotné pohybující se těleso, může pomoci skryté rozměry objevit.

dva jevy
Při snaze zjistit, jak by skryté rozměry mohly ovlivnit pozorované vlny, narazili Lucena Goméz a jeho kolega David Andriot na dva jevy.
Gravitační vlny by šířením po skrytém rozměru měly vytvářet jakousi “věž” vysokofrekvenčních vln v pravidelném rozmístění. Problémem však je, že současné observatoře nedokáží tak vysoké frekvence sledovat.
Objevit druhý jev je však snazší. “Pokud vesmír má další rozměry, tento jev buď roztáhne nebo smrští časoprostor tak, jak by to běžné gravitační vlny nedokázaly,” pokračuje Lucena Goméz.
jako plíce
Skryté rozměry však nabízejí ještě další způsob, jak mohou šířící se gravitační vlny ovlivňovat prostor. Připomíná to práci lidských plic.
Prostor by se kromě natahování a stlačování během přechodu gravitačních vln také rozpínal a scvrkává. Pokud bychom ale pozorovali takový jev, dal by se vysvětlit několika nestandardními teoriemi gravitace
“O skrytých rozměrech se na základě různých pohledů diskutovalo už dlouho. Gravitační vlny by tak mohly být novým přístupem k jejich hledání,” uzavírá Emilian Dudas z francouzského inštútu École Polytechnique.
Autor: Matúš Beňo pro Tech.sme.cz