امواج گرانش کلیدی برای درک ابعاد بالاتر
تئوری ریسمان تلاش می کند تا ابعاد فراترِ جهان مارا توضیح دهد اما اکنون فیزیکدانان می گویند که با کمک امواج گرانشی میتوان جایگاه این ابعاد را نیز شناسایی کرد. یک فرضیه جدید به دنبال پاسخ دادن این سوال است که چرا گرانش، ضعیف ترین نیروی بنیادین طبیعت است. شاید جواب این باشد که گرانش درحال چکه کردن یا نفوذ کردن به ابعاد ناشناخته جهان ماست!
در حال حاظر ما با چهار بعد شناخته شده ی جهان خود راضی هستیم: سه بعد فضا + و زمان. اما اگر ۶ بعد دیگر به این ۴ بعد اضافه کنیم، شکاف های زیادی از درک ما از رفتار ماده در ریز ترین اندازه ها پر خواهد شد.در حقیقت تئوری ریسمان بیان می کند که اگر جهان ۱۰ بعد داشته باشد بسیار بهتر با عقل جور در می اید.
از آنجایی که تئوری ریسمان در حال حاضر محتمل ترین راهی است که می توان فیزیک کلاسیک و کوانتوم را به هم متصل کرد، بسیار مورد توجه فیزیکدانان قرار گرفته است. تئوری ریسمان نشان می دهد که کوارک ها(کوچک ترین جزء سازنده ی ماده) خود در حقیقت از رشته های نواسان کننده ی انرژی ساخته شده اند.
احتمال وجود این “رشته”ها برای دانشمندان بسیار جذاب است چرا که این رشته ها می توانند تمام نیروی های بنیادین طبیعت از جمله گرانش، الکترو مغناطیس و دو نیروی هسته ای را همزمان توضیح دهد؛ کاری که فیزیک در حال حاظر قادر به انجام آن نیست. این تئوری همچنان به توضیح دادن اینکه چرا انبساط جهان در حال شتاب گرفتن است نیز کمک خواهد کرد.
تنها مشکل سر راه برای عملی شدن ریاضیات این تئوری این است که باید حد اقل ۱۰ بعد مجزا وجود داشته باشد، اما در حال حاضر ما حتی به کشف یک بعد بیشتر نیز نزدیک نشده ایم. اما گوستاو گومز و دیوید اندرویتِ فیزیکدان، از موسسه ی مکس پلانکِ فیزیک گرانشی در المان، با بررسی امواج گرانشی معروف آنشتین به دنبال راه حلی برای این مشکل اند.
امواج گرانش که به دنبال پیش بینی ۱۰۰ ساله انشتین، پارسال توسط موسسه ی لایگو کشف شده اند خبر داغ جامعه ی علمی بود. امواج گرانش مانند امواج صدا هستند که با سرعت نور در فضا حرکت میکنند. این امواج معمولا در سطح گسترده توسط اتفاقی بزرگ مانند انفجار یک ستاره یا برخورد دو کهکشان در سطح کیهان منتشر می شوند.
یکی از خصوصیات گرانش این است که می تواند از تمام ابعاد موجود در جهان عبور کند، حتی ابعادی که تشخیص آنها برای ما سخت است. اگر ابعاد بالاتری وجود داشته باشد، امواج گرانش به راحتی از بین آنها عبور خواهد کرد. گومز و اندرویت مدلی ریاضی برای بررسی تاثیر ابعاد ناشناخته بر روی امواج گرانش طراحی کردند که حاوی دو فاکتور مهم است: ۱- امواج بیشتری با فرکانس های بالا وجود دارند و ۲- اینکه امواج گرانش، بافت کیهان را در هر بعد به صورت متفاوتی بسط می دهد.
فاکتور اول بیان میدارد که امواج گرانشی با فرکانس های بسیار بالایی وجود دارد که برای رد یابی آن ها باید گیرنده هایی هزار بار حساس تر از بهترین گیرنده های کنونی ساخته شود.” وجود چنین امواجی به معنای ابداع فیزیکی نوین خواهد بود”. فاکتور دوم اذعان میدارد که امواج معمولی گرانش باید ناهنجاری هایی در خم شدن بافت فضا-زمان نشان دهد. چرا که گرانش در هر بعد بایستی به نحوی خاص فضا را خم کند. برای یافتن این نوع ناهنجاری ها نیز باید سه گیرنده ی گرانشی مانند آنچه که در موسسه ی لایگو استفاده شد، همزمان یک چیز را مورد بررسی قرار دهند.
این ایده نه تنها میتواند کاشف ابعاد بیشتر باشد بلکه میتواند به چرایی ضعف گرانش که یکی از بزرگترین سوال های فیزیک است نیز جواب دهد. در صورت صحت این فرضیه، گرانش به درون ۶ بعد دیگر جهان درز میکند که باعث میشود تنها قسمتی از آن در ۴ بعد شناخته شده ما نفوذ کند و به همین دلیل ما فقط کسری از اثر آن را رد یابی می کنیم.
لازم بذکر است که این فرضیه در مراحل اولیه خود می باشد و هنوز باید منتظر بررسی های بیشتر و نظرات مختلف فیزیکدانان دیگر باشیم.
