Θεωρίες φυσικής

Η προς τα αριστερά πόλωση της βαρύτητας μπορεί να είναι καταγραμμένη στην ακτινοβολία υποβάθρου

Είναι η βαρύτητα πολωμένη προς τα αριστερά; Μια απάντηση πάνω στο θέμα αυτό θα μπορούσε να αποτελέσει μια ένδειξη για την πολυπόθητη θεωρία της κβαντικής βαρύτητας – ενώ θα μπορούσε να βρίσκεται στα χέρια μας μέχρι το 2013 με την βοήθεια του διαστημικού παρατηρητηρίου Planck.

Share

Είναι η βαρύτητα πολωμένη προς τα αριστερά; Μια απάντηση πάνω στο θέμα αυτό θα μπορούσε να αποτελέσει μια ένδειξη για την πολυπόθητη θεωρία της κβαντικής βαρύτητας – ενώ θα μπορούσε να βρίσκεται στα χέρια μας μέχρι το 2013 με την βοήθεια του διαστημικού παρατηρητηρίου Planck.

Η γενική σχετικότητα περιγράφει τις δράσεις της βαρύτητας στις μεγάλες κλίμακες. Ωστόσο, για τις μικρές κλίμακες είναι αναγκαία μια θεωρία της κβαντικής βαρύτητας, η οποία θα ενσωματώνει και την κβαντική μηχανική,. Αλλά αρχικά οι φυσικοί πρέπει να κατανοήσουν τι είναι το βαρυτόνια, το υποθετικά κβαντικό σωματίδια που μεσολαβεί για να διαδοθεί η βαρυτική δύναμη.

Right_left_helicity   Αυτά τα σωματίδια πιθανώς έρχονται σε δύο ποικιλίες, αριστερόχειρη (left-handed) και δεξιόχειρη (right-handed): στην πρώτη περίπτωση, το σπιν του σωματιδίου, θα πρέπει να είναι ευθυγραμμισμένο με την κατεύθυνση της κίνησης του. Στην δεύτερη, το σπιν του θα ήταν αντίθετο (πάνω εικόνα).

Η ίδια η γενική σχετικότητα δεν κάνει διάκριση μεταξύ των δύο, οπότε μπορούμε να φανταστούμε τη βαρύτητα να διαδίδεται και με τις δύο ποικιλίες. Αλλά ο κβαντικός κόσμος μπορεί να έχει μία προτίμηση ανάμεσα στις δύο ποικιλίες. Όταν πρόκειται για τα σωματίδια φάντασμα, που είναι γνωστά ως νετρίνα, για παράδειγμα, η ασθενής δύναμη αλληλεπιδρά μόνο με την αριστερόχειρα ποικιλία.

Για να διαπιστώσουμε αν τα βαρυτόνια εμπίπτουν στο «αμφιδέξιο" στρατόπεδο της γενικής σχετικότητας ή παρουσιάζουν μια κβαντική ασυμμετρία σαν ένα νετρίνο, οι João Magueijo και Dionigi Benincasa του Imperial College του Λονδίνου υποδεικνύουν να ψάξουμε στο Κοσμικό Υπόβαθρο των Μικροκυμάτων (CMB), την ακτινοβολία λείψανο από τη Μεγάλη Έκρηξη. Κατά τη διάρκεια του πληθωρισμού, η διαστολή του τότε μικροσκοπικού Κόσμου (που έγινε με ταχύτητα μεγαλύτερη από το φως), τα ισχυρά κύματα της βαρύτητας μπορούν να είχαν διαδοθεί μέσα στον χωρο-χρόνο, πολώνοντας τα φωτόνια της CMB με ένα ενδεικτικό τρόπο-σχέδιο.

Οι δύο φυσικοί υπολογίζουν ότι αν η βαρύτητα εξαρτάται από το αν είναι αριστερόχειρα ή δεξιόχειρα τα βαρυτόνια, τότε η πόλωση στο μοτίβο της Κοσμικής Ακτινοβολίας θα έχει έναν σαφή καθορισμένο τρόπο. Επιπλέον, ο πληθωρισμός θα έχει ‘απλώσει’ αυτά τα αποτελέσματα σε αστρονομικές αναλογίες, ώστε να είναι εύκολα ορατά στους αστρονόμους, λένε οι Magueijo και Benincasa σε μια ανάλυση τους στο Physical Review Letters. Το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος θα αποτυπώσει την πόλωση της CMB και θα μας δώσει τα δεδομένα το 2013.

Μια θεωρία που ονομάζεται κβαντική βαρύτητα βρόχου, που πρόκειται για μια προσπάθεια να ενώσει την κβαντομηχανική με τη γενική σχετικότητα, ήδη δείχνει ότι μια ασυμμετρία μπορεί να είναι ενσωματωμένη βαθειά μέσα στους νόμους του σύμπαντος και ότι αυτή η ασυμμετρία θα πρέπει να καθιστά την βαρύτητα αριστερόχειρα.

Αν βρεθούν αποδεικτικά στοιχεία ότι τα βαρυτόνια ή γκραβιτόνια στην CMB είναι αριστερόχειρα, θα είναι «μία τριπλό ανακάλυψη», λέει ο Lee Smolin του Ιδρύματος Perimeter στο Οντάριο, ο οποίος έχει δουλέψει με τους Magueijo και Benincasa σχετικά με το θέμα αυτό. «Θα επιβεβαιώσει πρώτον τον πληθωρισμό, ότι η βαρύτητα είναι κβαντομηχανική δεύτερον και ότι υπάρχει μία ασυμμετρία αριστερού δεξιού στην κβαντική βαρύτητα."

Πηγή: SoftPedia

About the author

physics4u

Leave a Comment

Share