3. marca 2024
vlnostruny

Gravitačné vlny môžu vyvrátiť časť teórie strún

S teóriou strún sa spája taký folklór, že nie je testovateľná. Respektíve je, ale časticový urýchľovač, ktorý by jej vlastnosti dokázal overiť, by musel mať veľkosť slnečnej sústavy. Odhliadnuc od toho, že toto je vlastne inžinierske „nedá sa to“, nie matematické, tak mám ešte jednu dobrú správu. Svet sa dá skúmať aj inak, ako časticovými urýchľovačmi.

Nedávno vyšla štúdia, ktorý potvrdila prítomnosť šumu gravitačných vĺn. Typicky, keď sa objaví takýto výsledok, tak hneď nabehnú výskumníci rôznych nepotvrdených a často exotických hypotéz a začnú testovať, či je tento objav v súlade s novým objavom alebo nie. No a kto by to bol povedal, vyšla aj štúdia analyzujúca gravitačný šum z pohľadu teórie strún.

Najprv ma to skôr pobavilo, po prečítaní mi to však prišlo celkom zaujímavé. Teória strún má niekoľko rôznych formulácií a v istom režime ju dobre opisuje teória zvaná supergravitácia.

Tá, podľa autorov, sa špeciálne prejavila počas inflácie, teda prvotného prudkého rozpínania vesmíru. Počas neho dala vzniknúť špecifickej populácií malých čiernych dier, ktoré sa postupne vyparili a počas tohoto prudkého dozvuku inflácie vznikol špecifický signál gravitačných vĺn. Ich spektrum, teda zastúpenie jednotlivých vlnových dĺžok, je ako odtlačok prsta tejto teórie.

Aktuálne pozorovania mikropulzarov sú v zhode so získanou teóriu. To však nehovorí veľa, lebo NANOgrav skúma tú časť spektra, ktorú pokrývajú gravitačné vlny z raného vesmíru a zároveň aj zo zrážok supermasívnych čiernych dier. Dva odtlačky prstov sú tak cez seba a ťažko od seba zdroje rozlíšiť.

Na rok 2037, 🙁 , je naplánované spustenie vesmírneho interferomentra gravitačných vĺn LISA. Ten by mal dokázať sledovať aj tú časť spektra gravitačných vĺn, ktorá odpovedá signálom z raného vesmíru. A pri dostatočnej rozlišovacej schopnosti bude schopný potvrdiť alebo vyvrátiť teraz sformulovanú predpoveď.

Hypotéza má v sebe zakomponované isté predpoklady a tak aj prípadné nepozorovanie takéhoto signálu nezakope pod zem celú teóriu, len jej časť. No je to ďalšia pekné ukážka toho, že pozorovania najväčších škál vo vesmíre nám môžu pomôcť skúmať fyziku tých najmenších.

[Samuel]

PS: Som teraz týždeň na konferencii Strings 2023, tak čakajte viac príspevkov o teórii strún.
PS2: Nedávno som písal o gama záblesku, ktorý môže poodhaliť kvantovú štruktúru priestoru. Ide o podobné astronomické testovanie mikroskopických teórií.


Spomínaný článok: Signatures of Superstring theory in NANOGrav
https://arxiv.org/pdf/2307.08601.pdf

Článok o gama záblesku a štruktúre priestoru
https://vedator.space/vesmirny-zablesk-ukazal-fyziku-v-novom-svetle/

Pridaj komentár