Sekiranya kita ingin mencari dimensi tambahan di Alam Semesta kita, iaitu keberadaan teori rentetan yang cuba dijelaskan kepada kita, maka kita harus mengalihkan perhatian kita kepada gelombang graviti. Kerana mereka boleh menjadi kunci penemuan mereka, kata ahli fizik.
Ini adalah bagaimana anda dapat menerangkan secara ringkas idea hipotesis baru, yang cuba mencari jawapan kepada teka-teki fizik yang belum terselesaikan: mengapa graviti sebenarnya lebih lemah daripada kekuatan asas alam semesta kita yang lain? Menurut hipotesis baru, "kebocoran" graviti membawa kepada dimensi lain yang masih belum kita temui.
"Kemungkinan dimensi lain telah lama dibincangkan dan dari sudut pandangan yang sama sekali berbeza," kata Emilian Dudas dari Ecole Polytechnique di Paris.
"Gelombang graviti, pada gilirannya, dapat menjadi kunci untuk menemukan dimensi tambahan ini."
Idea empat dimensi kini diterima secara meluas - tiga ruang (panjang, lebar, tinggi) dan satu temporal (masa). Walau bagaimanapun, pengetahuan kita tentang bagaimana jirim bertindak pada skala terkecil mengandungi banyak jurang yang dapat diisi oleh enam dimensi tambahan. Ini adalah pendapat Teori String, yang menurutnya segala sesuatu di Alam Semesta jauh lebih mudah untuk difahami dan dijelaskan jika kita bersetuju dengan idea adanya 10 dimensi. Selain itu, Teori String dilihat sebagai cara yang paling mungkin untuk akhirnya menjembatani jurang antara fizik klasik dan kuantum, menjadi asas bagi teori graviti kuantum di masa depan.
Menurut teori ini, zarah-zarah terkecil dari bahan yang kita dapat mengesan, quark, sebenarnya boleh terdiri daripada zarah-zarah yang lebih kecil - serat satu dimensi tenaga yang berkelakuan seperti tali getaran. Para saintis sangat berminat dengan "rentetan" ini dengan satu sebab yang mudah. Dipercayai bahawa mereka akan dapat melakukan apa yang tidak dapat dilakukan oleh fizik moden kita, iaitu, untuk menggambarkan secara tepat semua kekuatan paling asas yang diketahui oleh kita, termasuk daya tarikan graviti, elektromagnetisme dan nuklear. Mereka juga dapat membantu kita memahami mengapa alam semesta masih berkembang. Walau bagaimanapun, masalah utama (dan mungkin satu-satunya yang penting) ialah mereka (rentetan) memerlukan sekurang-kurangnya 10 dimensi untuk justifikasi matematik mereka. Dan masalahnya ialah kita bahkan belum dekatuntuk membuka satu tambahan.
Walaupun begitu, ahli fizik Gustavo Lucena-Gomez dan David Andriot dari Institut Max Planck untuk Fizik di Jerman yakin bahawa kita mempunyai harapan untuk penemuan dimensi tambahan ini. Dan harapan ini adalah gelombang graviti yang diramalkan lama oleh Einstein yang hebat dan baru disahkan oleh para saintis moden.
Gelombang graviti menjadi salah satu topik terpanas tahun lalu, ketika ahli fizik di LIGO - dua buah observatorium gergasi yang terletak di negara-negara AS di Louisiana dan California - untuk pertama kalinya mengumumkan bahawa mereka telah menemui bukti langsung untuk keberadaan apa yang disebut riak ruang-waktu, iaitu sekitar 100 tahun yang lalu diramalkan oleh Einstein. Gelombang ini bergerak melalui jarak ruang dengan kelajuan cahaya dan merupakan hasil dari beberapa peristiwa paling dahsyat di alam semesta, seperti penggabungan lubang hitam atau bintang yang meletup. Mereka dapat melewati dan dengan itu mempengaruhi semua dimensi yang diketahui oleh kita di Alam Semesta dan, kemungkinan besar, bahkan yang belum dapat kita ketahui.
Video promosi:
"Sekiranya ada dimensi tambahan di alam semesta, maka akan masuk akal untuk menganggap bahawa gelombang graviti akan ada dalam semua dimensi ini," komentar Gomez.
Gomez dan Andriot mengembangkan model matematik yang menggambarkan kesan sepatutnya gelombang graviti pada pengukuran dan mengenal pasti dua faktor utama. Pertama, menurut para penyelidik, dimensi tambahan dapat mewujudkan diri mereka berkat gelombang graviti frekuensi tinggi. Kedua, dalam dimensi yang berbeza, gelombang graviti harus mempunyai kesan yang berbeza terhadap peregangan "tisu" Alam Semesta.
Menurut para penyelidik, dalam kes pertama, pengesanan memerlukan peralatan yang beribu-ribu kali lebih sensitif daripada LIGO yang sama.
"Kami belum menemui proses astrofizik yang menghasilkan gelombang graviti dengan frekuensi yang jauh lebih tinggi daripada 1000 Hz, oleh itu, dengan alat pengesan yang sangat kuat dan sensitif, kami akan segera memahami apa yang kami saksikan. Penentuan frekuensi pada tahap seperti itu dapat menunjukkan penemuan fizik baru."
Dan kes kedua memerlukan ahli fizik untuk mengkaji perubahan anomali dalam kesan pada ruang-waktu "gelombang graviti biasa" (iaitu yang dapat kita tentukan sekarang) dan yang mungkin mempunyai gelombang graviti dari dimensi lain.
"Ubah bentuk ruang-waktu akan ditunjukkan dalam bentuk tertentu, khas," - kata para saintis.
Kolumnis sains Newsweek Hannah Osborne lebih optimis mengenai kemungkinan mengesan dimensi tambahan melalui pengaruhnya terhadap gelombang graviti. Pada pendapatnya, diperlukan alat pengesan dengan tahap kepekaan tiga makmal LIGO, yang berfungsi secara keseluruhan. Osborne percaya bahawa "teknologi seperti itu akan tersedia dalam masa terdekat."
Kewujudan dimensi lain mungkin merupakan jawapan fizik moden, yang telah dicari oleh para saintis sejak sekian lama dan berterusan. Pengukuran lain dapat menyebabkan penciptaan teori alam semesta yang bersatu, yang akan menggabungkan teori medan kuantum dengan prinsip relativiti umum.
Pendapat mengenai kemungkinan adanya dimensi tambahan dikongsi oleh banyak saintis. Sebagai contoh, ahli fizik teori Bobby Acharia dari King's College London percaya bahawa alam semesta jauh lebih kompleks daripada yang kelihatannya pada pandangan pertama, dan apa sahaja yang dapat disembunyikan di dalamnya. Dia percaya pada dimensi tambahan, tetapi sedar bahawa tahap teknologi semasa tidak memungkinkan mereka ditemui.
"Untuk membuat dan mengagihkan gelombang graviti ke dimensi lain, anda akan memerlukan sejumlah besar tenaga. Walaupun anda berjaya membuat gelombang yang meresap ke dimensi lain, skala akan sangat kecil sehingga frekuensi gelombang graviti dalam kes ini akan sangat tinggi, jauh lebih tinggi daripada kemampuan pengesanan arus pengesan gelombang graviti LIGO."
NIKOLAY KHIZHNYAK
