Si queremos encontrar dimensiones adicionales en nuestro universo, es decir, cuya existencia nos está tratando de explicar la llamada teoría de cuerdas, entonces deberíamos dirigir nuestra atención a las ondas gravitacionales. Porque pueden ser la clave de su descubrimiento, dicen los físicos.
Así es como se puede describir brevemente la idea de una nueva hipótesis que intenta encontrar una respuesta al misterio sin resolver de la física: ¿por qué la gravedad es de hecho más débil que otras fuerzas fundamentales de nuestro universo? Según la nueva hipótesis, la "fuga" de la gravedad conduce sólo a otras dimensiones que aún tenemos que descubrir.
“La posibilidad de otras dimensiones se ha discutido durante bastante tiempo y desde puntos de vista completamente diferentes”, dice Emilian Dudas de la Ecole Polytechnique de París.
"Las ondas gravitacionales, a su vez, podrían ser la clave para descubrir estas dimensiones adicionales".
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La idea de cuatro dimensiones es ahora ampliamente aceptada: tres espaciales (largo, ancho, alto) y una temporal (tiempo). Sin embargo, nuestro conocimiento de cómo se comporta la materia en las escalas más pequeñas contiene muchos vacíos que podrían llenar seis dimensiones adicionales. Esta es la opinión de la Teoría de Cuerdas, según la cual todo en el Universo podría ser mucho más fácil de entender y explicar si estuviéramos de acuerdo con la idea de la existencia de 10 dimensiones. Además, la teoría de cuerdas se considera la forma más probable de cerrar finalmente la brecha entre la física clásica y cuántica, convirtiéndose en la base de la futura teoría de la gravedad cuántica.
Según esta teoría, las partículas de materia más pequeñas que podemos detectar, los quarks, en realidad pueden estar formadas por partículas aún más pequeñas: fibras de energía unidimensionales que se comportan como cuerdas vibrantes. Los científicos están muy interesados en estos "hilos" por una sencilla razón. Se cree que podrán hacer lo que nuestra física moderna no puede hacer, a saber: describir con precisión todas las fuerzas más fundamentales que conocemos, incluidas la gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares. También pueden ayudarnos a comprender por qué el universo todavía se está expandiendo. Sin embargo, el problema principal (y quizás el único significativo) es que (las cadenas) requieren al menos 10 dimensiones para su justificación matemática. Y el problema es que ni siquiera nos hemos acercadopara abrir uno adicional.
Sin embargo, los físicos Gustavo Lucena-Gomez y David Andriot del Instituto Max Planck de Física en Alemania están convencidos de que tenemos esperanzas en el descubrimiento de estas dimensiones extra. Y esta esperanza son las ondas gravitacionales predichas hace mucho tiempo por el gran Einstein y recientemente confirmadas por los científicos modernos.
Las ondas gravitacionales se convirtieron en uno de los temas más candentes del año pasado, cuando los físicos de LIGO, dos observatorios gigantes ubicados en los estados estadounidenses de Louisiana y California, anunciaron por primera vez que habían descubierto evidencia directa de la existencia de las llamadas ondas del espacio-tiempo, que son aproximadamente 100. hace años predicho por Einstein. Estas ondas viajan a través del espacio-tiempo a la velocidad de la luz y son el resultado de algunos de los eventos más catastróficos del universo, como la fusión de agujeros negros o la explosión de estrellas. Son capaces de traspasar y por tanto afectar a todas las dimensiones que conocemos en el Universo y, muy probablemente, incluso a aquellas que todavía no somos capaces de detectar.
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“Si hay dimensiones adicionales en el universo, entonces sería lógico suponer que existirán ondas gravitacionales en todas estas dimensiones”, comenta Gómez.
Gomez y Andriot desarrollaron un modelo matemático que describe los supuestos efectos de las ondas gravitacionales en las mediciones e identificaron dos factores clave. Primero, según los investigadores, las dimensiones adicionales pueden manifestarse gracias a ondas gravitacionales de alta frecuencia. En segundo lugar, en diferentes dimensiones, las ondas gravitacionales deberían tener diferentes efectos sobre el estiramiento del "tejido" del Universo.
Según los investigadores, en el primer caso, la detección requeriría un equipo miles de veces más sensible que el del mismo LIGO.
“Todavía no nos hemos encontrado con procesos astrofísicos que creen ondas gravitacionales con una frecuencia mucho mayor a 1000 Hz, por lo tanto, con un detector sensible y superpotente apropiado, entenderíamos inmediatamente lo que estamos presenciando. La determinación de frecuencias de tal nivel podría sugerir el descubrimiento de una nueva física.
Y el segundo caso requerirá que los físicos estudien cambios anómalos en el impacto en el espacio-tiempo de "ondas gravitacionales ordinarias" (es decir, aquellas que podemos determinar ahora) y aquellas que habrían tenido ondas gravitacionales de otras dimensiones.
"La deformación del espacio-tiempo se presentaría de una forma determinada y distintiva", dicen los científicos.
La columnista científica de Newsweek, Hannah Osborne, es más optimista sobre la posibilidad de detectar dimensiones adicionales a través de su influencia en las ondas gravitacionales. En su opinión, se requerirá un detector con el nivel de sensibilidad de tres laboratorios LIGO a la vez, funcionando en conjunto. Osborne cree que "estas tecnologías estarán disponibles en un futuro próximo".
La existencia de otras dimensiones puede ser la respuesta misma de la física moderna, que los científicos han estado buscando durante tanto tiempo y de manera persistente. Otras mediciones podrían conducir a la creación de una teoría unificada del universo, que reconciliaría la teoría cuántica de campos con los principios generales de la relatividad.
Muchos científicos comparten la opinión sobre la probabilidad de que existan dimensiones adicionales. Por ejemplo, el físico teórico Bobby Acharia del King's College London cree que el universo es mucho más complejo de lo que parece a primera vista, y cualquier cosa puede esconderse en él. Cree en dimensiones adicionales, pero es consciente de que el nivel actual de tecnología no permite que se descubran.
“Para crear y redistribuir ondas gravitacionales en otras dimensiones, necesitará una cantidad colosal de energía. Incluso si logra crear ondas que se filtran a otras dimensiones, la escala será tan pequeña que la frecuencia de las ondas gravitacionales en este caso será muy alta, mucho más alta que las capacidades de detección de corriente del detector de ondas gravitacionales LIGO.
NIKOLAY KHIZHNYAK
