Jika kita ingin menemukan dimensi tambahan di Alam Semesta kita, yaitu keberadaan yang coba dijelaskan oleh teori string kepada kita, maka kita harus mengalihkan perhatian kita ke gelombang gravitasi. Karena mereka bisa menjadi kunci penemuan mereka, kata fisikawan.
Beginilah cara Anda mendeskripsikan secara singkat ide hipotesis baru, yang mencoba menemukan jawaban atas teka-teki fisika yang belum terpecahkan: mengapa gravitasi sebenarnya lebih lemah daripada gaya fundamental lain di alam semesta kita? Menurut hipotesis baru, "kebocoran" gravitasi hanya mengarah ke dimensi lain yang belum kita temukan.
“Kemungkinan dimensi lain telah dibahas selama beberapa waktu dan dari sudut pandang yang sangat berbeda,” kata Emilian Dudas dari Ecole Polytechnique di Paris.
"Gelombang gravitasi, pada gilirannya, bisa menjadi kunci untuk menemukan dimensi ekstra ini."
Ide empat dimensi sekarang diterima secara luas - tiga spasial (panjang, lebar, tinggi) dan satu temporal (waktu). Namun, pengetahuan kita tentang bagaimana materi berperilaku pada skala terkecil mengandung banyak celah yang dapat diisi oleh enam dimensi tambahan. Ini adalah pendapat Teori String, yang menurutnya segala sesuatu di alam semesta bisa lebih mudah dipahami dan dijelaskan jika kita setuju dengan gagasan tentang keberadaan 10 dimensi. Selain itu, Teori String dipandang sebagai cara yang paling mungkin untuk akhirnya mengisi celah antara fisika klasik dan kuantum, menjadi dasar bagi teori gravitasi kuantum di masa depan.
Menurut teori ini, partikel terkecil dari materi yang dapat kita deteksi, quark, sebenarnya dapat terdiri dari partikel yang lebih kecil - serat energi satu dimensi yang berperilaku seperti string bergetar. Ilmuwan sangat tertarik pada "string" ini karena satu alasan sederhana. Dipercaya bahwa mereka akan dapat melakukan apa yang tidak dapat dilakukan fisika modern kita, yaitu: mendeskripsikan secara akurat semua gaya paling mendasar yang kita kenal, termasuk gaya gravitasi, elektromagnetisme, dan nuklir. Mereka juga dapat membantu kita memahami mengapa alam semesta masih berkembang. Namun, masalah utama (dan mungkin satu-satunya yang signifikan) adalah bahwa string memerlukan setidaknya 10 dimensi untuk pembenaran matematisnya. Dan masalahnya adalah kita bahkan belum mendekatiuntuk membuka satu perangkat tambahan.
Namun demikian, fisikawan Gustavo Lucena-Gomez dan David Andriot dari Institut Fisika Max Planck di Jerman yakin bahwa kita memiliki harapan untuk penemuan dimensi ekstra ini. Dan harapan ini adalah gelombang gravitasi yang telah lama diprediksikan oleh Einstein yang hebat dan baru-baru ini dikonfirmasi oleh para ilmuwan modern.
Gelombang gravitasi menjadi salah satu topik terpanas tahun lalu, ketika fisikawan di LIGO - dua observatorium raksasa yang terletak di negara bagian AS Louisiana dan California - mengumumkan untuk pertama kalinya bahwa mereka telah menemukan bukti langsung untuk keberadaan apa yang disebut riak ruang-waktu, yaitu sekitar 100 tahun lalu diprediksi oleh Einstein. Gelombang-gelombang ini bergerak melalui ruang waktu dengan kecepatan cahaya dan merupakan hasil dari beberapa peristiwa paling dahsyat di alam semesta, seperti penggabungan lubang hitam atau ledakan bintang. Mereka dapat lewat dan dengan demikian mempengaruhi semua dimensi yang kita kenal di Alam Semesta dan, kemungkinan besar, bahkan yang belum dapat kita deteksi.
Video promosi:
“Jika ada dimensi tambahan di alam semesta, maka logis untuk mengasumsikan bahwa gelombang gravitasi akan ada di semua dimensi ini,” komentar Gomez.
Gomez dan Andriot mengembangkan model matematika yang mendeskripsikan efek gelombang gravitasi yang seharusnya pada pengukuran dan mengidentifikasi dua faktor kunci. Pertama, menurut para peneliti, dimensi ekstra dapat muncul dengan sendirinya berkat gelombang gravitasi frekuensi tinggi. Kedua, dalam dimensi yang berbeda, gelombang gravitasi harus memiliki efek yang berbeda pada peregangan "jaringan" alam semesta.
Menurut para peneliti, dalam kasus pertama, pendeteksian akan membutuhkan peralatan yang ribuan kali lebih sensitif dibandingkan dengan LIGO yang sama.
“Kami belum menemukan proses astrofisika yang menciptakan gelombang gravitasi dengan frekuensi yang jauh lebih tinggi dari 1000 Hz, oleh karena itu, dengan detektor super-kuat dan sensitif yang sesuai, kami akan segera memahami apa yang kami saksikan. Penentuan frekuensi pada tingkat seperti itu dapat mengisyaratkan penemuan fisika baru."
Dan kasus kedua akan membutuhkan fisikawan untuk mempelajari perubahan anomali dalam pengaruh ruang-waktu dari "gelombang gravitasi biasa" (yaitu, yang dapat kita tentukan sekarang) dan yang akan memiliki gelombang gravitasi dari dimensi lain.
"Deformasi ruang-waktu akan disajikan dalam bentuk tertentu yang berbeda," - kata para ilmuwan.
Kolumnis sains Newsweek Hannah Osborne lebih optimis tentang kemungkinan mendeteksi dimensi tambahan melalui pengaruhnya terhadap gelombang gravitasi. Menurutnya, dibutuhkan detektor dengan tingkat sensitivitas tiga laboratorium LIGO sekaligus yang berfungsi secara keseluruhan. Osborne percaya bahwa "teknologi seperti itu akan tersedia dalam waktu dekat."
Keberadaan dimensi lain mungkin merupakan jawaban utama dari fisika modern, yang telah lama dicari oleh para ilmuwan secara terus menerus. Pengukuran lain dapat mengarah pada penciptaan teori terpadu tentang alam semesta, yang akan menggabungkan teori medan kuantum dengan prinsip relativitas umum.
Pendapat tentang kemungkinan adanya dimensi ekstra dianut oleh banyak ilmuwan. Misalnya, fisikawan teoretis Bobby Acharia dari King's College London percaya bahwa alam semesta jauh lebih kompleks daripada yang terlihat pada pandangan pertama, dan apapun dapat bersembunyi di dalamnya. Dia percaya pada dimensi tambahan, tetapi sangat menyadari bahwa tingkat teknologi saat ini tidak memungkinkan mereka untuk ditemukan.
“Untuk membuat dan mendistribusikan kembali gelombang gravitasi ke dimensi lain, Anda membutuhkan energi yang sangat besar. Bahkan jika Anda berhasil membuat gelombang yang merembes ke dimensi lain, skalanya akan sangat kecil sehingga frekuensi gelombang gravitasi dalam kasus ini akan sangat tinggi, jauh lebih tinggi daripada kemampuan deteksi arus dari detektor gelombang gravitasi LIGO."
NIKOLAY KHIZHNYAK
