Mempelajari gelombang gravitasi dapat membantu menemukan dimensi lain
Jika dimensi lain memang ada, maka mereka memanifestasikan dirinya melalui gelombang gravitasi, kata fisikawan dari Institut Max Planck Jerman.
Mereka melakukan perhitungan yang menunjukkan dengan tepat bagaimana gelombang gravitasi seharusnya berperilaku jika dimensi lain di alam semesta benar-benar ada. Dan mereka mengusulkan untuk melakukan serangkaian eksperimen yang akan membuktikan atau menyangkal asumsi tersebut.
Hipotesis baru juga menawarkan solusi untuk salah satu misteri terpenting fisika modern - mengapa gravitasi lebih lemah daripada gaya fundamental alam lainnya. Jadi, teori baru menunjukkan bahwa gravitasi "bocor" ke dimensi lain yang belum kita catat.
Fisikawan Gustavo Lucena Gomez percaya gelombang gravitasi bisa menjadi kunci untuk memahami alam semesta
Gambar penuh
Video promosi:
Sekilas, alam semesta tampak cukup logis jika dilihat dari segi empat dimensi - panjang, lebar dan tinggi, serta waktu. Namun, fisikawan teoretis telah lama meramalkan bahwa mungkin ada dimensi lain. Secara khusus, teori string yang terkenal mengasumsikan bahwa ada 10 dimensi.
Eksperimen partikel menunjukkan bahwa enam dimensi yang hilang dari model tradisional dapat membantu lebih memahami beberapa proses.
Ditambah lagi, teori string tidak mudah diabaikan karena menjanjikan rekonsiliasi antara fisika klasik dan kuantum.
Teori string menyatakan bahwa quark - partikel terkecil yang dapat kita deteksi - sebenarnya terdiri dari partikel yang lebih kecil - partikel energi yang terlihat seperti string bergetar.
"Dawai-dawai" inilah yang dapat menjelaskan sifat gaya-gaya yang fundamental di Semesta, tetapi belum mendapat interpretasi dalam fisika modern. Misalnya, gravitasi, elektromagnetisme, dan interaksi nuklir.
Masalah utamanya adalah deskripsi matematika dari "string" melibatkan setidaknya 10 dimensi fisik. Dan sains modern belum dapat menemukan satu dimensi pun yang baru.
Pencarian baru
Gustavo Lucena Gomez dan David Andriot dari Institut Max Planck untuk Fisika Gravitasi di Potsdam, Jerman, mengemukakan teori bahwa gelombang gravitasi dapat membuktikan keberadaan dimensi lain.
Albert Einstein meramalkan keberadaan gelombang ini, yang merepresentasikan denyut ruang-waktu. Pada 2015, mereka ditemukan oleh para peneliti di proyek LIGO, yang laboratoriumnya berlokasi di Louisiana dan California.
Gelombang gravitasi yang diprediksi oleh Einstein tercatat di 2015 / California Institute of Technology
Gelombang gravitasi bergerak melalui ruang-waktu dengan kecepatan cahaya, menghasilkan ledakan bintang dan penggabungan lubang hitam.
Masuk akal untuk mengasumsikan bahwa gelombang gravitasi ada di semua dimensi di alam semesta, Gomez menjelaskan.
Berdasarkan premis ini, Gomez dan Andriot membuat model matematika yang menjelaskan bagaimana pengukuran lain harus mempengaruhi gelombang gravitasi.
Pertama, mereka percaya bahwa dimensi ekstra dapat memanifestasikan dirinya melalui gelombang gravitasi frekuensi tinggi. Kedua, dalam dimensi yang berbeda, gelombang gravitasi harus memiliki efek yang berbeda pada peregangan "jaringan" alam semesta.
“Jika ada dimensi ekstra di alam semesta kita, mereka dapat meregangkan ruang-waktu dengan cara yang tidak dapat dilakukan oleh gelombang gravitasi biasa,” jelas Gomez.
Untuk menguji bagian pertama hipotesis, diperlukan peralatan yang sangat sensitif. Ribuan kali lebih akurat daripada laboratorium LIGO, yang mendeteksi gelombang gravitasi.
Pada saat yang sama, dengan peralatan seperti itu, tidak akan sulit untuk memastikan bahwa gelombang gravitasi dari frekuensi yang diperlukan telah ditemukan, para penulis penelitian menekankan, karena tidak ada proses astrofisika yang diketahui dapat memancarkan gelombang gravitasi dengan frekuensi setinggi itu.
Jika gelombang seperti itu ditemukan, itu akan menjadi awal era baru dalam fisika, kata Gomez dan Andriot.
Faktor kedua yang dicari yang akan membuktikan keberadaan dimensi lain adalah apa yang disebut "mode pernapasan" gelombang gravitasi. Dari sudut pandang pengukuran yang tersedia, beberapa fitur gerakan gelombang gravitasi seharusnya tampak anomali, penulis studi yakin.
Para peneliti bermaksud untuk meminta dukungan dari laboratorium dengan detektor LIGO untuk mengamati eksperimen partikel yang sama secara real time.
"Secara teori," mode pernapasan "mengubah bentuk ruang-waktu dengan cara tertentu, yang akan menjadi tanda yang jelas dari keberadaan dimensi lain," penulis catatan kerja tersebut.
Selain itu, keberadaan dimensi lain dapat menjelaskan mengapa gravitasi merupakan gaya paling fundamental di alam. Jika gravitasi ada di semua dimensi, itu pasti gaya yang lemah, karena kita hanya melihat sebagian kecil darinya - yang ada di empat dimensi yang terlihat oleh kita, kata para peneliti.
Keberadaan dimensi lain mungkin merupakan Cawan Suci fisika modern yang telah lama dicari oleh para ilmuwan dan terus-menerus. Pengukuran lain dapat mengarah pada penciptaan teori terpadu tentang alam semesta, yang akan menggabungkan teori medan kuantum dengan prinsip relativitas umum.
Di Semesta seperti itu, anti-gravitasi dan gerakan dengan kecepatan lebih besar dari kecepatan cahaya adalah mungkin.
Oleh karena itu, mempelajari sifat gelombang gravitasi sangatlah penting, kata Karla Lant, kolumnis Futurisme.
