„Braneworld“ užginčija bendrą Einsteino reliatyvumą. Spustelėkite norėdami padidinti
Mokslininkai daugelį metų buvo suintriguoti dėl galimybės, kad yra dar trys dimensijos, kurias mes galime suprasti žmonėms. Dabar Duke ir Rutgers universitetų tyrinėtojai mano, kad yra būdas išbandyti penkių matmenų teoriją (4 erdvinės dimensijos plius laikas), konkuruojančią su Einsteino bendra reliatyvumo teorija. Šis papildomas aspektas turėtų turėti poveikį kosmose, kurį galėtų aptikti palydovai, kuriuos planuojama paleisti per artimiausius kelerius metus.
Duke ir Rutgers universitetų mokslininkai sukūrė matematinę sistemą, kuri, jų teigimu, leis astronomams išbandyti naują penkių matmenų gravitacijos teoriją, konkuruojančią su Einsteino bendra reliatyvumo teorija.
Charlesas R. Keetonas iš Rutgerso ir Arlie O. Pettersas iš Duke'o remiasi naujausia teorija, vadinama II tipo Randall-Sundrum braneworld gravitacijos modeliu. Teorija tvirtina, kad matoma visata yra membrana (taigi „smegenų pasaulis“), įterpta į didesnę visatą, panašiai kaip plėvelinių jūros dumblių juosta, plūduriuojanti vandenyne. „Braneworld Visata“ turi penkias dimensijas - keturias erdvines dimensijas ir laiką -, palyginti su keturiomis dimensijomis - trimis erdvinėmis ir laiko -, išdėstytomis Bendrojoje reliatyvumo teorijoje.
Keetono ir Petterso sukurta sistema numato tam tikrą kosmologinį poveikį, kuris, jei bus laikomasi, turėtų padėti mokslininkams patvirtinti braneworld teoriją. Jų teigimu, stebėjimą turėtų būti įmanoma atlikti palydovais, kuriuos planuojama paleisti per artimiausius kelerius metus.
Jei „braneworld“ teorija pasitvirtins, „tai suprastintų obuolių vežimėlį“, sakė Pettersas. „Tai patvirtintų, kad yra 4-oji kosmoso dimensija, kuri leistų filosofiškai pakeisti mūsų supratimą apie gamtos pasaulį“.
Mokslininkų išvados pasirodė 2006 m. Gegužės 24 d. Internetiniame žurnalo „Physical Review“ leidime. D. Keetonas yra Rutgerso astronomijos ir fizikos profesorius, o Pettersas - matematikos ir fizikos profesorius kunigaikštyje. Jų tyrimus finansuoja Nacionalinis mokslo fondas.
„Randall-Sundrum“ braneworld modelis - pavadintas jo pradininkams, Harvardo universiteto fizikams Lisa Randall ir Johns Hopkins universiteto Raman Sundrum - pateikia matematinį aprašą, kaip gravitacija formuoja visatą, kuri skiriasi nuo aprašymo, kurį siūlo Bendroji reliatyvumo teorija.
Keetonas ir Pettersas sutelkė dėmesį į vieną ypatingą braneworld teorijos gravitacinį padarinį, išskiriantį jį iš Einsteino teorijos.
Braneworld teorija prognozuoja, kad palyginti mažos „juodosios skylės“, sukurtos ankstyvojoje visatoje, išliko iki šių dienų. Juodosios skylės, kurių masė panaši į mažą asteroidą, būtų „tamsiosios materijos“ dalis visatoje. Kaip rodo pavadinimas, tamsiosios medžiagos neišspinduliuoja ir neatspindi šviesos, tačiau veikia gravitacinę jėgą.
Kita vertus, Bendroji reliatyvumo teorija prognozuoja, kad tokių pirmykščių juodųjų skylių nebeegzistuoja, nes jos dabar būtų išgaravusios.
„Kai mes įvertinome, kaip braneworld juodosios skylės gali būti nutolusios nuo Žemės, mes nustebome, kad artimiausios bus gerai Plutono orbitos viduje“, - teigė Keetonas.
Pettersas pridūrė: „Jei nervų pasaulyje juodosios skylės sudaro net 1 procentą mūsų galaktikos dalies tamsiosios medžiagos - atsargi prielaida, mūsų saulės sistemoje turėtų būti keli tūkstančiai juodųjų skylių pasaulyje.“
Bet ar iš tikrųjų egzistuoja „braneworld“ juodosios skylės ir todėl jos yra 5-D braneworld teorijos įrodymas?
Mokslininkai parodė, kad turėtų būti įmanoma atsakyti į šį klausimą stebint, kokį poveikį juodosios skylių smegenys sukels elektromagnetinei radiacijai, keliaujančiai į Žemę iš kitų galaktikų. Bet kokią tokią spinduliuotę, sklindančią šalia juodosios skylės, veiks objekto didžiulės gravitacijos jėgos - poveikis, vadinamas „gravitaciniu lęšiu“.
„Tinkama vieta ieškoti gravitacinio lęšio, kurį sukelia juodosios smegenų smegenų juosta, yra gama spindulių bangos, sklindančios į Žemę“, - teigė Keetonas. Manoma, kad šiuos gama spinduliuotės sprogimus gali sukelti didžiuliai sprogimai visoje visatoje. Tokius sprogimus iš kosmoso netyčia atrado JAV oro pajėgos septintajame dešimtmetyje.
Keetonas ir Pettersas apskaičiavo, kad braneworld juodosios skylės kliudys gama spinduliams tokiu pat būdu, kaip tvenkinyje esanti uola kliudo praeinantiems slenksčiams. Uola sukuria „trukdžių modelį“, kai kai kurios virpėjimo viršūnės yra aukštesnės, kai kurie loviai yra gilesni, o kai kurie viršūnės ir loviai panaikina vienas kitą. Interferencijos modelis patvirtina tiek uolienų, tiek vandens savybes.
„Keetonas ir Pettersas“ taip pat teigia, kad juodoji smegenų juosta „Braneworld“ gali sukelti trikdžius artimųjų gama spindulių sprogimo metu. Mokslininkai numatė susidarančius ryškius ir tamsius trikdžių modelio „pakraščius“, kurie, jų teigimu, suteikia prielaidą daryti įspūdį apie juodųjų skylių pasaulio raiščius ir, savo ruožtu, erdvę ir laiką.
„Mes sužinojome, kad trikdžių modeliuose pasirodo ketvirtosios kosmoso dimensijos parašas“, - teigė Pettersas. „Šis papildomas erdvinis matmuo sukuria susitraukimą tarp pakraščių, palyginti su tuo, ką jūs įgytumėte esant bendrąjį reliatyvumą“.
Pettersas ir Keetonas teigė, kad turėtų būti įmanoma išmatuoti numatomus gama spinduliuotės pakraščius naudojant „Gamma“ spinduliuotės didelio ploto kosminį teleskopą, kurį planuojama išleisti į kosminį laivą 2007 m. Rugpjūčio mėn. Teleskopas yra bendros NASA, JAV energetikos departamentas ir institucijos Prancūzijoje, Vokietijoje, Japonijoje, Italijoje ir Švedijoje.
Mokslininkai teigė, kad jų prognozė bus taikoma visoms braneworld juodosioms skylėms, tiek mūsų saulės sistemoje, tiek už jos ribų.
„Jei braneworld teorija yra teisinga, - sakė jie, - Visatoje turėtų būti daug, daug daugiau juodųjų skylių, turinčių ketvirtąjį kosmoso matmenį.“
Originalus šaltinis: Duke University
