Учeныe-физики ужe oчeнь дaвнo зaдaются вoпрoсoм, пoчeму силы грaвитaции нaстoлькo слaбы пo срaвнeнию с другими фундaмeнтaльными силaми? Нeкoтoрыe из тeoрий, тaкиx, как теория струн, которые пытаются связать воедино понятие гравитации и квантовые эффекты, требуют наличия дополнительных измерений, в которых рассеивается большая часть проходящих через них сил гравитации. Обнаружение доказательств существования дополнительных измерений позволит ученым определить истинную природу гравитации, связать ее с квантовой физикой и найти более достоверное объяснение тому, почему Вселенная расширяется ускоряющимся темпом, нежели чем существование какой-то темной энергии и материи.
Однако, обнаружение следов существования дополнительных измерений само по себе является большой научной проблемой. Ученые подозревают, что факты существования этих измерений проявляются лишь на самом маленьком, квантовом уровне, и, поэтому, тот, кто ищет дополнительные измерения, должен быть сам очень и очень маленьким. Сейчас ученые возлагают надежды на эксперименты, проводимые в недрах Большого Адронного Коллайдера, поведение частиц в котором может дать подсказки об измерениях, помимо основных четырех, которые можем ощущать мы с вами.
Тем не менее, у ученых в последние годы появилась еще одна возможность для обнаружения параллельных измерений, параллельных вселенных и других подобных таинственных вещей. Эту возможность предоставляет им открытие в 2015 году гравитационных волн, искривлений пространственно-временного континуума, вызванных самыми высокоэнергетическими событиями во Вселенной, столкновениями черных дыр и взрывами сверхновых. Так, как гравитационные волны должны распространяться и через параллельные измерения, то они должны нести в себе некоторое количество информации об этих измерениях.
Сейчас Густаво Лусена Гомес (Gustavo Lucena Gomez) и Дэвид Андриот (David Andriot), ученые из института Гравитационной физики Макса Планка в Германии, намереваются вычислить, каким образом прохождение гравитационных волн через дополнительные измерения должны затронуть их форму и другие их параметры, которые люди научились измерять только в последнее время. Составленные учеными математические модели уже указали им на две специфичные особенности, в которых может быть заключена информация о дополнительных измерениях — высокочастотные гармоники низкочастотных гравитационных волн и эффекты «растяжения» пространства этими волнами.
К сожалению, современные гравитационные обсерватории неспособны к регистрации высоких частот гравитационных волн, все они работают в более низкочастотном диапазоне. С этой точки зрения второй вышеупомянутый эффект более подходит для практического использования. «Если дополнительные измерения существуют в нашей Вселенной, они влияют на процесс искривления пространства гравитационными волнами» — рассказывает Густаво Гомес, — «В таком случае будет возникать искривление пространства, которое будет отличаться от искривления, вызываемого «идеальными» гравитационными волнами в «идеальной» вселенной, где нет дополнительных измерений».
Согласно теории, гравитационные волны должны искривлять пространство подобно растяжению круглой резинки. Вначале круглое кольцо этой резинки превращается в эллипс, более длинный в одном направлении и более короткий — в перпендикулярном. А затем это все возвращается к изначальной форме, как отпущенная резинка. Существование дополнительных измерений должно проявиться в виде искажений формы идеального эллипса в момент максимальной амплитуды гравитационной волны, кроме этого они могут придавать искажениям пространства характер «дыхания», подобный расширению и сокращению легких человека в процессе дыхания.
«Когда в нашем распоряжении появятся дополнительные и высокочувствительные датчики, мы сможем зафиксировать «дыхание» пространственно-временного континуума, которое может быть вызвано существованием дополнительных измерений или параллельных вселенных» — рассказывает Густаво Гомес.
Тем не менее, обнаружение «дыхания» пространственно-временного континуума может быть объяснено и с точки зрения других имеющихся нестандартных теорий о природе гравитации. А наличие высокочастотных гармоник гравитационных волн, по мнению ученых, более однозначно укажет на наличие дополнительных измерений. А нам с вами остается только дождаться момента, когда на свете появятся инструменты, способные регистрировать высокочастотные гравитационные колебания.
