高维度宇宙长什么样?科学家:引力波或揭示奥秘!

时间:2019-12-01 来源:www.xihouxiang.com

隐藏的维度可能通过影响引力波来影响现实探测额外维度的痕迹可以帮助解决宇宙中一些最大的谜团。

物理学家很久以前就想知道为什么重力与其他基本力相比如此微弱。 这可能是因为一些重力已经扩散到比我们通常接触的三个空维度更高的维度。

一些试图解释重力和量子效应如何结合的理论,如弦理论,需要引入重力经常传播的额外维度。 因此,找到这些额外维度存在的证据有助于描述重力,或者提供一种将重力和量子力学统一起来的方法这也可以为解释宇宙为什么在加速膨胀提供线索。

然而,检测额外的维度是一个困难的挑战 任何可能存在的额外维度必须非常小,以避免影响我们的日常生活。 许多人都非常希望它们能出现在大型强子对撞机(LHC)中,但是除了我们的四维时间空之外,它没有发现任何物理迹象

然而,在过去的两年里,一个新的希望出现了 引力波,时间空由大质量物体的运动引起的波纹,在2015年首次被观测到 因为重力可能存在于所有维度中,所以它的波动提供了一种检测额外维度的有希望的方法。

“如果宇宙中有额外维度,引力波可以穿越任何维度,甚至那些额外维度 德国波茨坦马克斯普朗克重力物理学会的古斯塔沃卢切纳戈麦斯说

戈麦斯和他的同事大卫安德里奥特计算了可能的额外维度将如何影响我们可以观察到的引力波。 他们发现了两种特殊效果:高频带的额外波和引力波拉伸的修正空

他们的团队发现,当引力波在一个小的高维空间空中传播时,它会产生一个由频率服从正态分布的超高频引力波组成的“波塔”

然而,现有的观测设备不足以探测这种高频引力波,大多数计划中的观测站都集中在低频波上。 因此,尽管这些额外的波可能无处不在,但很难找到。

额外维度的第二个效应可能更容易检测,因为它校正了我们观察到的“正常”引力波,而不是引入额外的波。

“如果宇宙中有额外的维度,引力波将以标准条件下不可能的方式伸展或挤压空 ”戈麦斯说

当引力波在宇宙中传播时,它们以特定的方式在空之间伸展和挤压 这就像拉橡皮筋:橡皮筋形成的椭圆在一个方向变长,在另一个方向变短,然后又回到原来的状态。

然而,当引力波扭曲时,额外的维度带来了一种新的方式,称为“呼吸模式” 除了被拉伸和挤压之外,[/k0/]之间的引力波在呼吸时像肺一样膨胀和收缩。

“有了更多的探测器,我们将能够看到这种呼吸模式是否存在 ”戈麦斯说 法国综合技术研究所的艾米利亚杜达斯说:“长期以来,人们从不同的角度讨论了额外的维度。”。“引力波可能会给探索其他维度带来新的转折 "

然而,这里有一个权衡:一个探测高频引力波的波塔无疑将指向一个额外维度的存在。然而,呼吸模式也可以用许多其他非标准引力理论来解释。