امواج گرانشی؛ کلید حلِ مسائل حل نشده جهان

وب سایت کلیک: در جهان سه بعدی فعلی، مواردی وجود دارند که علم فیزیک قادر به توضیح آنها نیست، اما این موارد در صورتی قابل توجیه خواهند بود که دنیای ما شامل چند بعد دیگر نیز باشد.

اگر بخواهیم ابعاد دیگر جهان را کشف کنیم ـ چیزی که تئوری ریسمان سعی در توضیح آن دارد ـ امواج گرانشی می‌توانند کلیدی برای یافتن مکان آن ها باشند.

این فرضیه جدید به دنبال پاسخی برای این راز است که چرا جاذبه ضعیف‌تر از سایر نیروهای بنیادین در جهان به نظر می‌رسد، و برای پاسخ به آن پیشنهاد می‌دهد که شاید این نیرو به ابعاد دیگر جهان نشست می‌کند که ما هنوز از وجود آن‌ها آگاه نیستیم.

امیلیا دوداس از دانشکده پلی تکنیک فرانسه که در مطالعه شرکت نداشته است، می‌گوید: «ابعاد اضافی به مدتی طولانی از نقطه نظرات مختلفی مورد بحث قرار گرفته است. امواج گرانشی می‌توانند چرخشی جدید برای جستجوی ابعاد اضافی باشند.»

در حال حاضر ما با ایده دنیای چهار بعدی کاملا راحت هستیم ـ سه بعد فضایی به‌علاوه زمان. اما شکاف‌های بسیاری در درک ما از نحوه رفتار ماده در مقیاس های کوچک وجود دارد که یک دنیای شش بعدی می‌تواند به پر کردن آن کمک کند. درواقع طبق نظریه ریسمان، اگر ما ده بعدی بودیم، جهان بسیار معنادارتر می‌شد.

نظریه ریسمان را به عنوان یکی از امیدوارکننده‌ترین راه هایی که فیزیک دانان می‌توانند عاقبت شکاف بین فیزیک کلاسیک و فیزیک کوانتوم را به کمک آن پر کنند، نمی‌توان به سادگی نادیده گرفت.

نظریه ریسمان پیشنهاد می‌دهد که کوچک‌ترین بلوک های ساختمان ماده که موفق به شناسایی آن شده ایم، و به آن کوارک می گوییم، درواقع از چیزی کوچک‌تر ساخته شده است ـ رشته های یک بعدی انرژی که مانند رشته های ارتعاشی به نظر می‌رسند.

این رشته ها یا ریسمان ها یک احتمال جذاب برای فیزیکدانان هستند، زیرا آن‌ها واقعا کاری را می‌توانند انجام دهند که فیزیک فعلی قادر به انجام آن نیست. آن‌ها می‌توانند تمامی نیروهای شناخته شده ی طبیعت را یکجا توضیح دهند: جاذبه، الکترومغناطیس، و نیروی هسته ای.

آن‌ها همچنین می‌توانند به ما کمک کنند تا به حقایقی در مرود انبساط جهان دست پیدا کنیم. تنها مشکل این است که برای عملی بودن ازنظر ریاضی، این ریسمان ها نیازمند حداقل ده بعد هستند و در حال حاضر، ما چندان به یافتن سایر ابعاد نزدیک نیستیم.

اما فیزیکدانان گوستاو لوسنا و دیوید اندریوت از موسسه ماکس پلانک برای فیزیک جاذبه فکر میکنند راهی خوب برای جستجوی آن‌ها یافته اند: امواج گرانشی معروف انیشتین.

پس از آنکه محققین در LIGO اعلام کردند که شواهد مستقیمی مبنی بر وجود موج در فضا زمان یافته اند که انیشتین صد سال پیش پیش بینی کرده بود، امواج گرانشی تبدیل به ماجرای علمی سال گذشته شد.

امواج گرانشی مانند امواج صوتی هستند و در فضا با سرعت نور حرکت میکنند. گومز و اندریوت یک مدل ریاضی مطرح کرده اند تا نحوه تاثیر ابعاد مخفی بر امواج گرانشی را توضیح دهد و متوجه دو نکته کلیدی شدند: امواج اضافی می‌توانند در فرکانس های بالا وجود داشته باشند، و امواج گرانشی می‌توانند بافت جهان را به‌طور متفاوتی در طی ابعاد اضافی گسترش دهند.

آن‌ها اولین عامل را به عنوان "برج عظیم" امواج گرانشی اضافی با فرکانس های بسیار بالا توضیح دادند که شناساگرهای فعلی ما قادر به تشخیص آن‌ها نیست.

عامل دوم، چیزی که آن را "حالت تنفس" می نامند، نیازمند این است که فیزیکدانان به آنومالی ها در گسترش امواج گرانشی نورمال توجه کنند. آن‌ها می گویند: «حالت تنفس، فضا را به روشی خاص تغییر داده و امضای متفاوتی دارد.» برای مشاهده این تغییر آن‌ها نیازمند سه آشکارساز مانند LIGO دارند. شاید این مورد در آینده در دسترس قرار گیرد.