String Theory for Dummies / Теория струн для «чайников»: Testing Gravity from Extra Dimensions

Проверка гравитации из дополнительных измерений

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:10

Тестирование гравитации даёт несколько возможностей увидеть, верны ли предсказания теории струн.

ilves_ArtO 20.09.14 в 22:55

Когда физики проверяют наличие гравитации вне наших трёх измерений, они

ilves_ArtO 20.09.14 в 22:55

• ищут нарушение закона обратных квадратов для гравитации

ilves_ArtO 20.09.14 в 22:55

• ищут некие признаки гравитационных волн в космическом микроволновом фоновом излучении (КМФИ)

ilves_ArtO 20.09.14 в 22:55

Может быть возможным, что дальнейшие исследования принесут плоды в других способах определения поведения теории струн или связанных концепций (смотрите ближайшую вставку "Обнаружение голографического принципа с гравитационными волнами").

ilves_ArtO 20.09.14 в 22:56

Проверка закона обратных квадратов

ilves_ArtO 20.09.14 в 22:56

Если дополнительные измерения компактифицированы теми способами, которые обычно используются приверженцами теории струн, то из этого есть некие следствия о поведении гравитации.

ilves_ArtO 20.09.14 в 22:59

В частности, может иметь место нарушение закона обратных квадратов касательно гравитации, главным образом, если гравитационная сила простирается в эти дополнительные измерения на маленьких масштабах.

ilves_ArtO 20.09.14 в 22:59

Текущие эксперименты стремятся проверить гравитацию на беспрецедентном уровне, надеясь увидеть эти отличия от установленного закона.

ilves_ArtO 20.09.14 в 22:59

Поведение гравитации было проверено вплоть до расстояний менее миллиметра, так что любые компактифицированные измерения должны быть меньше этого.

ilves_ArtO 20.09.14 в 22:59

Последние модели показывают, что они могут иметь подобные размеры, так что учёные хотят знать, нарушается ли закон гравитации на таких масштабах.

ilves_ArtO 20.09.14 в 22:59

На момент публикации этой книги не было обнаружено никаких доказательств в подтверждение того, что на этом уровне есть дополнительные измерения, однако только время скажет, так ли это.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:00

Поиск гравитационных волн в реликтовом излучении

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:01

Общая теория относительности предсказывает, что гравитация распространяется при помощи волн через пространство-время.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:02

Хотя теория струн соглашается с этим предсказанием, в большинстве моделей инфляции, основанных на теории струн, в космическом микроволновом фоновом излучении (КМФИ) нет наблюдаемых гравитационных волн.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:02

Однако традиционные модели инфляции, которые не принимают теорию струн во внимание, всё же предполагают наличие гравитационных волн в КМФИ.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:03

Опять же, это оборачивается поиском свидетельств против теории струн, но данный факт имеет немного больший вес в этом деле, чем некоторые другие.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:03

Хотя ландшафт теории струн содержит предсказания для сценариев, где нарушается относительность, согласно космологу и приверженцу теории струн из Университета Калифорнии Андрею Линде, кажется, что в теории струн нет какого-либо механизма, объясняющего наличие гравитационных волн в КМФИ.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:03

(Линде сделал это утверждение в 2007 г., и с тех пор были найдены некоторые предварительные признаки того, что инфляционные модели теории струн могут быть совместимы с гравитационными волнами в реликтовом излучении.)

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:03

В настоящее время доказательства, кажется, клонятся к тому, что в данных КМФИ нет никаких гравитационных волн.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:03

В мае 2009 был успешно запущен астрономический спутник "Планк", который обладает даже большей чувствительностью, чем космический аппарат WMAP.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:03

Теперь в любой момент учёные могут сделать более решительные выводы насчёт того, существуют ли эти гравитационные волны реликтового излучения.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:03

Обнаружение голографического принципа с гравитационными волнами

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:04

Результаты детектора гравитационных волн GEO600 в Германии, возможно, уже нашли свидетельства в пользу голографического принципа, хотя один из его создателей настроен скептически.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:05

В 2007 г. физик из Фермилаба Крэйг Хоган понял, что если биты информации на поверхности пространства имеют размеры длины Планка (как утверждает голографический принцип), то биты информации, содержащиеся внутри пространства, должны быть больше.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:06

Далее он предположил, что это должно вызывать некоторые помехи в детекторах гравитационных волн.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:06

И действительно, помехи обнаруживались GEO600 именно так, как было предсказано.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:06

Это может выглядеть так, как будто дело было открыто и закрыто, однако существует множество возможных источников этого шума внутри GEO600, и пока они не устранены, все выражают осторожный оптимизм.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:06

Вдобавок, работа Хогана является не столько теорией, сколько изящной идеей, и никто не уверен точно, что она значит - включая соавтора теории струн и голографического принципа Леонарда Сасскинда.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:07

Сасскинд сказал мне в электронном письме, что он не понимает, как голографический принцип мог бы привести к шуму гравитационных волн.

ilves_ArtO 20.09.14 в 23:07