Во Вселенной у всех на виду могут скрываться дополнительные измерения: что говорят физики

В 1919 году физик Теодор Калуца ​​выдвинул гипотезу, что дополнительные измерения могут решить некоторые нерешенные загадки физики. Пока что никаких доказательств существования каких-либо дополнительных измерений, выходящих за рамки привычного нам четырехмерного пространства-времени, не обнаружено. Но все же такую возможность исключать нельзя, считает американский астрофизик Пол Саттер, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Загадка гравитации

Одна из самых больших загадок современной физики — это так называемая проблема иерархии. По сути, сила гравитации слишком слабая. Она в миллиарды миллиардов раз слабее любой другой фундаментальной силы природы и физики не знают, почему, говорит Саттер.

Одна из возможностей заключается в том, что гравитация способна на что-то особенное, чего не могут делать другие силы природы. Напоминаем, что кроме гравитации существует еще электромагнитная сила, а также слабое и сильное взаимодействие. Все они являются фундаментальными силами природы.

По словам Саттера, возможно во Вселенной существует больше измерений, чем привычное нам четырехмерное пространство-время, состоящее из трех измерений пространства и одного измерения времени. Возможно, все остальные силы привязаны к пространству-времени, но гравитация распространяется и на дополнительные измерения. Это настолько ослабило бы гравитацию, что она казалась бы слабой.

Где находятся дополнительные измерения?

Тогда возникает вопрос: где именно находятся эти дополнительные измерения? Люди не ощущают никаких дополнительных измерений и физики их не обнаружили. Саттер считает, что дополнительные измерения должны быть завернуты вокруг друга в настолько малых масштабах, что мы их не замечаем. Когда мы движемся во Вселенной, мы фактически обходим все эти свернутые измерения.

Чтобы сделать гравитацию настолько слабой, дополнительные измерения должны иметь размер примерно в одну десятую миллиметра, что невероятно много для субатомных процессов. И единственная причина, по которой физики не заметили таких больших дополнительных измерений, заключается в том, что только гравитация может их ощущать, говорит ученый.

По словам Саттера, все же существуют способы увидеть скрытые измерения, не имея к ним прямого доступа. Представьте, что вы очень сильно сворачиваете бумажную трубку и затем запускаете безмассовую частицу, например, фотон, по ее краю. Эта частица будет двигаться вдоль трубки, но также и по ее окружности.

Если вы посмотрите на трубку с достаточно большого расстояния, вы не увидите ее свернутое измерение. Вы увидите, как фотон движется вниз, но поскольку часть его движения происходит в невидимом для нас измерении, будет казаться, что он движется медленнее света. Но частицы, которые медленнее света, обладают массой, а это значит, что если бы фотоны могли проникать в дополнительные измерения, они бы вовсе не были безмассовыми частицами. Фотон, частица света, не имеет массы.

Как можно обнаружить дополнительные измерения?

Предполагается, что переносчиком гравитации являются безмассовые частицы – гравитоны. Эти гравитоны двигались бы со скоростью света, но если бы они могли проникать в дополнительные измерения, они бы казались частицами, имеющими массу. А из-за странных правил квантовой механики и волновой природы частиц мы бы увидели бесконечное множество масс гравитонов, говорит Саттер.

Поэтому ключом к обнаружению дополнительных измерений могут быть эксперименты на ускорителях частицах, которые помогли бы обнаружить частицы, похожие на гравитоны, которые имеют массу.

Но пока что этих частиц не обнаружили. Но это не означает, что дополнительных измерений не существует. Некоторые физики считают, что дополнительные измерения настолько сильно искривляются, что делает их достаточно большими для объяснения слабой силы гравитации, но это делает гравитоны невидимыми для ускорителей частиц.

Поэтому, возможно, дополнительные измерения скрываются у всех на виду.

Как уже писал Фокус, ученые смогли объяснить необычную физику космический структур длиной в миллионы световых лет.

Также Фокус писал о том, что на Марсе, возможно, обнаружена жидкая вода. Новые данные показывают, что Марс не такой сухой, как считалось ранее.