Jedna z najzvláštnejších myšlienok, ktorá sa objavila vo fyzike, je existencia extra priestorových rozmerov. Ak existujú, tak buď musia byť veľmi malé alebo nám niečo bráni sa nimi pohybovať. Sme prikovaní do našich troch rozmerov.
Nemusí sa to však týkať gravitácie, ktoré by na extra priestorové rozmery mohla byť citlivá a mohla by do nich rednúť. To by znamenalo, že by sa na krátke vzdialenosti gravitácia správala inak, než sme zvyknutí – odchyľovala by sa od Newtonovej (či Einsteinovej) predpovede. Súlad máme potvrdený zatiaľ na úrovni 30 mikrometrov a tak vieme povedať, že ak existujú extra priestorové rozmery, do ktorých môže prenikať gravitácia, musia byť menšie.
Cumrun Vafa so skupinou výskumníkov overujú možnosť existencie jedného extra priestorového rozmeru, ktorý by mal rozmer približne 10 mikrometrov. Prečo práve táto veľkosť? Teória strún predpovedá, že by existencia istého poľa v takomto rozmere viedla na také správanie tmavej energie, aké pozorujeme v našom vesmíre.
Tým to však nekončí, model predpovedá, že v takomto prípade by sa v tomto rozmere mohli pohybovať gravitóny a prejavovali by sa ako temná hmota. Boli by nepozorovateľné, okrem svojho gravitačného pôsobenia.
Teória prináša aj ešte nečakanejšie výsledky, napríklad správne určenie pomeru tmavej hmoty a tmavej energie, ktoré je v aktuálnych modeloch úplnou záhadou. Tmavá hmota sa v tomto modeli pomalinky rozpadáva a mení svoju povahu. To otvára zaujímavé možnosti. Tmavá hmota sa kedysi mohla správať inak, ako dnes. To by v princípe dokázalo vysvetliť, prečo Webbov vesmírny teleskop objavuje veľmi staré a zároveň obrovské galaxie. A čo viac, mohlo by to pomôcť objasniť nezhody v meraní Hubblovho parametra.
Znie to pomerne lákavo. Jeden extra priestorový rozmer správnej veľkosti by dokázal zladiť a vysvetliť mnohé vlastnosti vesmíru. Menoval som len časť z nich, spadajú tam aj ďalšie, napríklad nízka hmotnosť neutrín. Všetko to stojí a padá na extra rozmere istej veľkosti, ktorého existenciu dokážu v horizonte pár rokov vylúčiť alebo potvrdiť laboratórne experimenty. Ak by sa existencia týchto odchýlok potvrdila, tak by to výrazne zjednodušilo hľadanie ucelenej fyzikálnej teórie – mnoho aspektov by totiž vychádzalo z jedného jediného parametra.
PS: Ako súvisí správanie tmavej hmoty s pozorovaním JWST? Chladnejšia tmavá hmota kedysi rýchlejšie stimulovala tvorbu štruktúr a teda vedia na rýchlejší vznik galaxií. Na poriadnych simuláciách sa zatiaľ pracuje.
PS2: Že JWST objavuje galaxie, ktoré sú naozaj veľké, zatiaľ nie je úplne potvrdené, táto interpretácia vychádza z istých neoverených predpokladov.
PS3: Keď som mal možnosť opýtať sa autora výskumu, tak vyzeral pomerne presvedčený, že by tento model dokázal vysvetliť skoré veľké galaxie, pri Hubblovom napätí bol skeptickejší.
Spomínaný výskum Astrophysical Constraints on Decaying Dark Gravitons
https://arxiv.org/pdf/2307.11048.pdf
Čo znamená extra rozmer veľký 10 mikrometrov? Sú nejaké predpovede o laicky pochopiteľných vlastnostiach tohto rozmeru okrem jeho veľkosti? Napr. či sa dá doňho vidieť (ovplyvnil by nejako baktérie pre ktoré je 10um dosť relevantná škála?) je “rovný” ako naše 3 bežné rozmery alebo je nejako pokrútený? mal by nejaké obmedzenia ktoré sily/polia sa v ňom šíria (napr. že by bol “dostupný” len pre gravitáciu)?