Para ilmuwan di Max Planck Institute for Gravitational Physics telah menyimpulkan bahwa gelombang gravitasi pasti memiliki jejak dimensi ekstra ruang yang diprediksi oleh teori string.
Abad ke-20 memberi dunia dua teori fisika besar - teori relativitas umum (GR) dan mekanika kuantum. Yang pertama berkaitan dengan ruang, waktu dan gravitasi. Misalnya, dia menjelaskan mengapa jam akan berjalan sedikit lebih lambat di permukaan bumi daripada di orbit. Fitur tersebut harus dipertimbangkan saat membuat sistem GPS dan GLONASS. Relativitas umum juga membahas lubang hitam dan hal-hal menarik lainnya.
Mekanika kuantum adalah ilmu tentang perilaku konstituen materi terkecil, seperti elektron. Ini menjadi dasar untuk semua elektronik modern, yang memberi kita komputer, ponsel, dan secara umum segala sesuatu yang lebih pintar dari bola lampu.
Kedua teori ini memiliki kelemahan yang tidak menguntungkan: keduanya tidak cocok satu sama lain. Jika kita menerapkannya pada objek yang sama, maka relativitas umum mengatakan satu hal, dan mekanika kuantum mengatakan hal lain, dan kontradiksi tidak dapat dihilangkan dengan cara apa pun. Ini tidak begitu penting dalam praktiknya, karena efek relativitas umum hanya terlihat untuk benda yang sangat masif (planet, bintang, lubang hitam), dan efek kuantum - untuk benda yang sangat kecil (partikel dasar). Tetapi fisikawan telah lama mengkhawatirkan ketidakcocokan dua teori fisika terbesar di zaman kita. Untuk alasan ini, para ilmuwan mencari teori yang lebih lengkap yang akan "mendamaikan" mekanika kuantum dan relativitas umum, dan juga akan mendeskripsikan mikro dan makrokosmos menggunakan hukum seragam.
Kandidat paling terkenal untuk peran ini adalah teori string. Ini benar-benar menunjukkan bagaimana Anda dapat menghilangkan kontradiksi dan menggabungkan kedua teori tersebut. Tetapi ada kekurangannya: tidak seperti relativitas umum dan mekanika kuantum itu sendiri, ia dengan keras kepala menentang verifikasi eksperimental. Fisikawan bercanda getir bahwa mereka akan menguji teori string jika mereka memiliki akselerator seukuran galaksi.
Seperti yang ditemukan oleh David Andriot dan Gustavo Lucena Gómez dari Institut Fisika Gravitasi Max Planck Jerman, mesin raksasa seperti itu mungkin tidak diperlukan. Konfirmasi teori string dapat diperoleh dengan mengamati gelombang gravitasi - sebuah fenomena luar biasa yang telah lama diprediksi oleh para ahli teori, tetapi secara eksperimental baru ditemukan pada tahun 2015.
Mari kita ingat bahwa beberapa proses megah, misalnya, tumbukan lubang hitam, mengganggu medan gravitasi, dan gelombang mengalir di sepanjang itu. Dari sini, semua objek yang terperangkap dalam gelombang gravitasi mulai sedikit bergoyang seiring waktu. Fluktuasi ini terlalu kecil untuk diperhatikan dengan mata telanjang. Selain itu, dalam kehidupan sehari-hari, mereka sepenuhnya terhalang oleh getaran dari mobil yang melaju di sepanjang jalan atau kabinet yang dipindahkan oleh tetangga. Tetapi secara khusus dibuat untuk tujuan ini, detektor yang sangat sensitif, tersembunyi jauh di bawah tanah dan sangat terlindungi dari semua getaran asing, dapat menangkap gelombang gravitasi, yang pertama kali terjadi dua tahun lalu.
Tapi, ternyata, mereka tidak hanya mampu memberikan hasil ini. Menurut temuan Andrio dan Gomez, mengamati gelombang gravitasi dapat mendukung teori string. Faktanya adalah bahwa, menurut teori ini, ruang sama sekali tidak berdimensi tiga - melainkan sembilan dimensi. Kami tidak memperhatikan enam dimensi tambahan karena terlalu kecil. Jadi, cermin bagi kita tampak halus, meskipun itu layak untuk dilihat permukaannya melalui mikroskop, dan kita akan melihat seluruh “pegunungan” dan “ngarai” di atasnya.
Video promosi:
Gelombang gravitasi, seperti yang ditunjukkan oleh penulis karya baru ini, harus "merasakan" dimensi tambahan ini. Jika mereka hadir dalam gelombang gravitasi, ritme khusus akan muncul, yang mereka sebut "mode pernapasan". Jika "pernapasan" terdeteksi oleh detektor, maka ini akan menjadi konfirmasi eksperimental pertama dari teori string. Selain itu, sekumpulan sinyal frekuensi tinggi akan muncul, mirip dengan beberapa suara bernada tinggi yang tiba-tiba - semacam "jeritan" atau "derit" yang akan diberitahukan oleh dimensi tambahan tentang diri mereka sendiri.
Seperti yang dicatat oleh penulis studi tersebut, sepasang detektor LIGO tidak memiliki kepekaan untuk mendeteksi "mode pernapasan". Namun di Italia, detektor ketiga, VIRGO, saat ini sedang ditingkatkan. Ini akan mulai beroperasi dengan kapasitas penuh pada 2018, dan kemudian, mungkin, "pernapasan" gelombang gravitasi akan direkam. Adapun tanda kedua dari pengukuran tambahan - sinyal frekuensi tinggi - pengamatannya, sayangnya, memerlukan pembuatan detektor baru, karena perangkat yang ada dirancang untuk mempelajari sinyal frekuensi rendah, dan bukan frekuensi tinggi.
Artikel ilmiah hasil studi tersebut dipublikasikan di Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
