Гравитационные волны помогут найти другие измерения – физики

Они могут скрывать следы иных миров

Всплески гравитационных волн, порождаемые сливающимися черными дырами или пульсарами, могут содержать в себе информацию по скрытым или “свернутым” измерениям Вселенной, заявляют ученые в статье, опубликованной в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

“По сравнению с другими фундаментальными силами, такими как электромагнетизм, к примеру, гравитация очень слабо воздействует на материю. Причиной этой слабости может быть то, что она взаимодействует не только с тремя “видимыми” измерениями и временем, а гораздо большим их числом”, — заявил Дэвид Эндриот (David Andriot) из Института гравитационной физики в Потсдаме (Германия).

Сегодня у ученых нет единого мнения о том, является наша Вселенная четырехмерной или в ней гораздо больше измерений, часть из которых мы не видим по разным причинам. Существование этих измерений, как надеются физики, поможет “примирить” теорию относительности и квантовую физику и создать теорию квантовой гравитации, объясняющую, что происходит внутри черных дыр.

К примеру, теория суперструн постулирует, что Вселенная изначально родилась десятимерной и обладала одним временным и девятью пространственными измерениями. Часть сторонников этой теории считают, что “лишние” шесть измерений схлопнулись и замкнулись сами на себя. Другие физики полагают, что наша четырехмерная Вселенная является лишь частью многомерной мультивселенной (мультиверса), а остальные шесть измерений мы не можем увидеть и изучить.

Эндриот и его коллега Густаво Гомез (Gustavo Gomez) заявляют, что следы этих измерений, потенциальных параллельных Вселенных и мультиверса могут скрываться в том, как “эйнштейновские” волны распространяются от их источника к детекторам LIGO и другим гравитационным обсерваториям на Земле.

Гомез и Эндриот попытались выяснить, так ли это на самом деле, просчитав, как будут выглядеть гравитационные волны в “эйнштейновской” четырехмерной и суперструнной десятимерной Вселенной и сравнив их между собой.

Как показали эти расчеты, дополнительные измерения действительно должны влиять на поведение и структуру колебаний пространства-времени, серьезно меняя два их свойства – гравитационные волны из “многомерной” Вселенной будут обладать необычной поляризацией, а их сила в высокочастотной части спектра, превышающей тысячу герц, будет аномально высокой.

Пока оба этих эффекта измерить затруднительно в том числе и потому, что LIGO просто не может наблюдать за столь высокочастотными колебаниями. В свою очередь, ученые не смогут измерить поляризацию гравитационных волн до ввода в строй главного “конкурента” американской обсерватории, европейского детектора VIRGO, который начнет работу в конце августа этого года, когда работа LIGO будет в очередной остановлена.

Как отмечают исследователи, их теория может быть проверена только в конце 2018 года или в начале 2019-го, когда обе гравитационные обсерватории будут работать одновременно. Тогда, надеются Эндриот и Гомез, мы впервые сможем узнать, существуют ли другие измерения и связанные с ними параллельные миры или объединяющая их мультивселенная.