Scinet.cz » Věda

Bránové světy a problém hierarchie

17.5. 2007, Oldřich Klimánek

Podle našich současných znalostí existují ve vesmíru čtyři základní síly. Jednou z nich je nám dobře známá gravitace. Ta je z nich ale vůbec nejslabší. Fyzici si nějakou dobu lámou hlavu nad tím, proč tomu tak je. V rámci superstrunové teorie se jedno vysvětlení objevuje. Podle tzv. bránových scénářů je náš vesmír trojbránou plující vícerozměrným prostorem světů. A právě do dodatečného rozměru může naše gravitace unikat. V jedné práci se nyní objevila další podmínka, jak tento dodatečný rozměr může být veliký.

Superstrunová teorie a ještě majestátnější M-teorie vznikly při snaze fyziků sjednotit všechny síly a hmotu ve vesmíru do jediného koherentního rámce. Podle této teorie nejsou základními stavebními cihličkami světa bodové, tedy nularozměrné, částice, nýbrž jednorozměrná vlákna. A krom toho se v teorii objevují i více rozměrné objekty zvané brány. Podle jednoho populárního kosmologického modelu, kterému se říká bránový model Randallové a Sundruma prvního typu, je náš kosmos trojrozměrnou bránou neboli trojbránou, která se vznáší ve čtyřrozměrném prostoru světů, ve kterém existuje další svět. Problém hierarchie, jak se otázce o vetchosti gravitace říká, má zde své řešení. Gravitace další dimenzí z naší brány, našeho vesmíru, uniká.

Ačkoliv normálně jsou v teorii superstrun všechny dodatečné dimenze nesmírně malinké, v rámci bránových modelů může být jedna z nich dostatečně velká na to, abychom její existenci odhalili. Proto se někteří fyzici soustřeďují na testování zákona převrácených čtverců, oné proslulé poučky, že gravitace závisí na druhé mocnině vzdálenosti. Protože pokud relativně velká dodatečná dimenze existuje, měli bychom na malých vzdálenostech únik gravitace pozorovat. Tento únik by se pak projevil právě porušením zákona převrácených čtverců.

Nedávné studie amerických fyziků z Washingtonské univerzity ukázaly, že k porušení nedochází ani na 55 mikrometrech. Pokud velká extra dimenze existuje, musí být ještě menší. V rámci teorie Dimitris Psaltis z Arizonské univerzity nedávno vymezil pro velikosti dodatečné dimenze horní mez. Podle jeho výpočtů nemůže být větší než 80 mikrometrů. Na rozdíl od ostatních vědců k výsledku nedošel na základě čisté teorie, ale zkoumal údaje z pozorování černé díry nesoucí označení XTEJ 1118+480. Zaměřil se na její rychlost a polohu a modeloval její vývoj v minulosti. Když výsledky převedl do jazyka bránového světa, zjistil, že dodatečný rozměr v tomto modelu nemůže být větší než zmíněná hodnota. Podle něj alespoň experimentální fyzici budou vědět, jak přizpůsobovat své experimenty a na jaké vzdálenosti se mají soustředit.

Oldřich Klimánek

Provozovatel serveru Scinet.cz.


Komentáře (2) »

  • Zoufalec napsal:

    co je to zákon převrácených čtverců?????

  • Olaf napsal:

    Newtonův gravitační zákon je vyjádřen rovnicí [latex]F = GMm/r^2[/latex] (gravitační síla působící na těleso o hmotnosti [latex]m[/latex] ve vzdálenosti od gravitujícího tělesa hmotnosti [latex]M[/latex]). Je tedy nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti. A jelikož druhé mocnině se říká čtverec, jde o zákon převrácených čtverců. Převrácený je proto, že je ve tvaru [latex]\frac{1}{r^2}[/latex] ;-).


VLOŽIT KOMENTÁŘ