Підтверджена теорія Ейнштейна в збиток Теорії всього


Опубликованно 06.12.2018 01:50

Підтверджена теорія Ейнштейна в збиток Теорії всього

Група вчених з колаборації LIGO і Virgo не знайшли ознак «витоку» гравітаційних хвиль за гіпотетичних додаткових вимірювань. Це дозволяє відкинути ряд теорій, що включають гравітацію в Стандартну модель (описують властивості всіх відомих частинок і трьох з чотирьох фундаментальних взаємодій), тобто є кандидатами на роль Теорії всього. Результати їх роботи, опублікованої в репозиторії препринтів Arxiv, підтверджують загальну теорію відносності Ейнштейна.

17 серпня 2017 року детектори гравітаційних обсерваторій LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) і Virgo вперше зафіксували сигнал GW170817 від злиття двох нейтронних зірок. Катастрофа породила гравітаційні хвилі і килоновую, що супроводжується коротким сплеском гамма-випромінювання, яскравим спалахом в оптичному і інфрачервоному діапазоні і довгим послесвечением в рентгенівських і радиолучах. Спостереження дозволили встановити суворі обмеження на різницю між швидкістю світла і швидкістю гравітаційних хвиль, на порушення Лоренц-інваріантності і ефект Шапіро — затримку електромагнітних сигналів у часі в гравітаційному полі.

У загальній теорії відносності швидкість гравітаційних хвиль дорівнює швидкості світла, однак більш екзотичні моделі, претендують на роль Теорії все, припускають, що в залежності від віддаленості джерела на поширення гравітаційних хвиль можуть впливати специфічні ефекти. Наприклад, хвилі можуть піддаватися дисперсії з-за порушення Лоренц-інваріантності або послаблюватися через наявність додаткових вимірювань. Гравітаційна «витік» (англ. gravitational linkage) відбувається за «просочування» гравітонів в більш багатовимірне простір, який пропонується в рамках різних теорій квантової гравітації.

Так як гравітаційна «витік» залежить від числа додаткових вимірювань, по зміні амплітуди гравітаційних хвиль можна визначити приблизне число цих вимірювань. Якщо останні існують, відстань від джерела, визначене за гравітаційним хвилях, повинна перевищувати відстань, визначену за електромагнітної радіації. Згідно багатьом екзотичним моделям, світло і матерія може переміщатися тільки в чотирьох вимірах. Дослідники прийшли до висновку, що наявні на даний момент дані узгоджуються з моделлю Всесвіту чотиривимірний.

Вчені підкреслюють, що деякі моделі передбачають наявність додаткових вимірів і «гравітаційну витік, яка раптово виявляється на великих відстанях», поки не можуть бути повністю відкинуті. Однак майбутні спостереження з допомогою детекторів гравітаційних дозволять перевірити і їх.



Категория: Технологии