Branewworld thách thức thuyết tương đối rộng Einstein Einstein. Nhấn vào đây để phóng to
Các nhà khoa học đã bị thu hút trong nhiều năm về khả năng có những chiều không gian khác ngoài ba thứ mà con người chúng ta có thể hiểu được. Bây giờ các nhà nghiên cứu từ các trường đại học Duke và Rutgers nghĩ rằng có một cách để kiểm tra lý thuyết năm chiều (4 chiều không gian cộng với thời gian) của lực hấp dẫn cạnh tranh với Thuyết tương đối rộng của Einstein. Kích thước phụ này sẽ có các hiệu ứng trong vũ trụ có thể phát hiện được bởi các vệ tinh dự kiến sẽ phóng trong vài năm tới.
Các nhà khoa học tại các trường đại học Duke và Rutgers đã phát triển một khung toán học mà họ nói sẽ cho phép các nhà thiên văn học kiểm tra một lý thuyết hấp dẫn năm chiều mới cạnh tranh với Thuyết tương đối rộng Einstein Einstein.
Charles R. Keeton của Rutgers và Arlie O. Petters of Duke dựa trên lý thuyết gần đây được gọi là mô hình trọng lực Randall-Sundrum braneworld loại II. Giả thuyết cho rằng vũ trụ hữu hình là một màng (do đó là braneworld 2014) được nhúng trong một vũ trụ lớn hơn, giống như một dải rong biển có màng nổi trên đại dương. Vũ trụ của braneworld, thế giới, có năm chiều - bốn chiều không gian cộng với thời gian - so với bốn chiều - ba chiều, cộng với thời gian - được đưa ra trong Lý thuyết tương đối tổng quát.
Khung Keeton và Petters được phát triển dự đoán các hiệu ứng vũ trụ nhất định, nếu được quan sát, sẽ giúp các nhà khoa học xác nhận lý thuyết branewworld. Các quan sát, họ nói, nên có thể với các vệ tinh dự kiến sẽ phóng trong vài năm tới.
Nếu lý thuyết của branewworld chứng minh là đúng, thì điều này sẽ làm đảo lộn mọi người, ông Petters nói. Nó sẽ xác nhận rằng có một chiều thứ 4 vào không gian, sẽ tạo ra một sự thay đổi triết học trong sự hiểu biết của chúng ta về thế giới tự nhiên.
Các phát hiện của các nhà khoa học xuất hiện vào ngày 24 tháng 5 năm 2006, trong ấn bản trực tuyến của tạp chí Vật lý Đánh giá D. Keeton là giáo sư thiên văn học và vật lý tại Rutgers, và Petters là giáo sư toán học và vật lý tại Duke. Nghiên cứu của họ được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia.
Mô hình braneworld Randall-Sundrum - được đặt theo tên của người sáng lập, nhà vật lý Lisa Randall của Đại học Harvard và Raman Sundrum của Đại học Johns Hopkins - cung cấp một mô tả toán học về cách lực hấp dẫn hình thành vũ trụ khác với mô tả của Thuyết tương đối.
Keeton và Petters tập trung vào một hệ quả hấp dẫn đặc biệt của lý thuyết branewworld phân biệt nó với lý thuyết Einstein Einstein.
Lý thuyết của branewworld dự đoán rằng các lỗ đen tương đối nhỏ của Pháp được tạo ra trong vũ trụ sơ khai đã tồn tại cho đến hiện tại. Các lỗ đen, có khối lượng tương tự như một tiểu hành tinh nhỏ, sẽ là một phần của vật chất tối tối của Hồi giáo trong vũ trụ. Như tên cho thấy, vật chất tối không phát ra hoặc phản xạ ánh sáng, nhưng không tác dụng lực hấp dẫn.
Lý thuyết tương đối tổng quát, mặt khác, dự đoán rằng các lỗ đen nguyên thủy như vậy không còn tồn tại, vì bây giờ chúng sẽ bốc hơi.
Khi chúng tôi ước tính các hố đen của branewworld có thể cách Trái đất bao xa, chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi thấy rằng những cái gần nhất sẽ nằm tốt trong quỹ đạo của Sao Diêm Vương, Keeton nói.
Đã thêm Petters, nếu Nếu các hố đen của braneworld tạo thành thậm chí 1% vật chất tối trong phần thiên hà của chúng ta - một giả định thận trọng - cần có hàng ngàn lỗ đen braneworld trong hệ mặt trời của chúng ta.
Nhưng các lỗ đen của branewworld có thực sự tồn tại - và do đó là bằng chứng cho lý thuyết branewworld 5-D?
Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng có thể trả lời câu hỏi này bằng cách quan sát các tác động mà các lỗ đen của branewworld sẽ tác động lên bức xạ điện từ truyền đến Trái đất từ các thiên hà khác. Bất kỳ bức xạ nào đi qua gần một lỗ đen sẽ bị tác động bởi lực hấp dẫn cực lớn của vật thể - một hiệu ứng gọi là thấu kính hấp dẫn.
Một nơi tốt để tìm kiếm thấu kính hấp dẫn bởi các lỗ đen của braneworld là trong các chùm tia gamma đến Trái đất, theo ông Keeton nói. Những vụ nổ tia gamma này được cho là được tạo ra bởi những vụ nổ khổng lồ trên khắp vũ trụ. Những vụ nổ như vậy từ ngoài vũ trụ được Không quân Hoa Kỳ phát hiện ra trong những năm 1960.
Keeton và Petters tính toán rằng các lỗ đen của branewworld sẽ cản trở các tia gamma giống như cách một tảng đá trong ao cản trở những gợn sóng truyền qua. Đá tạo ra mô hình giao thoa của người Hồi giáo theo cách thức của nó trong đó một số đỉnh gợn cao hơn, một số đáy sâu hơn và một số đỉnh và đáy tách nhau ra. Mẫu giao thoa mang dấu hiệu đặc trưng của cả đá và nước.
Tương tự, một lỗ đen của branewworld sẽ tạo ra mô hình giao thoa trong một chùm tia gamma đi qua khi chúng di chuyển đến Trái đất, Keeton và Petters nói. Các nhà khoa học dự đoán kết quả là các đường viền sáng và tối, theo mô hình giao thoa, theo họ cung cấp một phương tiện suy ra các đặc điểm của các lỗ đen braneworld và lần lượt là không gian và thời gian.
Nói chung, chúng tôi phát hiện ra rằng chữ ký của chiều thứ tư của không gian xuất hiện trong các mẫu giao thoa. Kích thước không gian thêm này tạo ra sự co lại giữa các rìa so với những gì bạn có thể nhận được trong Thuyết tương đối rộng.
Petters và Keeton cho biết có thể đo các mẫu rìa tia gamma dự đoán bằng Kính viễn vọng Không gian Khu vực lớn tia Gamma, dự kiến sẽ được phóng lên tàu vũ trụ vào tháng 8 năm 2007. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và các tổ chức ở Pháp, Đức, Nhật Bản, Ý và Thụy Điển.
Các nhà khoa học cho biết dự đoán của họ sẽ áp dụng cho tất cả các lỗ đen của branewworld, cho dù trong hệ mặt trời của chúng ta hay xa hơn nữa.
Nếu theo lý thuyết của branewworld là đúng, họ nói, thì nên có rất nhiều, rất nhiều lỗ đen braneworld trên khắp vũ trụ, mỗi lỗ mang dấu hiệu của một chiều không gian thứ tư.
Nguồn gốc: Đại học Duke
