HẤP DẪN VÀ CÁC CHIỀU DƯ

 

 

NGHIÊN CỨU SÓNG HẤP DẪN CÓ THỂ PHÁT HIỆN CÁC CHIỀU DƯ 

Hai tác giả David Andriot & Gustavo Lucena Gómez (Viện Max Planck-Vật lý Hấp dẫn,Postdam) chứng minh rằng các chiều dư (extra dimension)-tiên đoán bởi LTD ( Lý thuyết dây)-có thể có ảnh hưởng đến sóng hấp dẫn. Trong công trình [1] hai tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng của các chiều dư lên sóng hấp dẫn và chỉ ra những hướng nghiên cứu để phát hiện những ảnh hưởng đó.

Như chúng ta biết  LIGO đã phát hiện sóng hấp dẫn (tháng 9/2015), mở ra một cửa sổ mới để nghiên cứu vũ trụ. So với các tương tác khác thì hấp dẫn là tương tác yếu nhất .David Andriot phát biểu rằng diều này có thể có nguyên nhân là lực hấp dẫn đã tương tác trong một không thời gian có nhiều chiều hơn 4.

Andriot and Lucena Gómez đã đi đến kết quả là khi thêm N chiều vào không thời gian 4-chiều thì điều này cho 2 kết quả quan trọng:

1/ phát sinh một dao động gọi là "breathing-mode,mode sinh động" trong sóng hấp dẫn,

2/ một kết quả thứ hai là xuất hiện một tập gián đoạn các tín hiệu tần số cao (trên 1000 Hz) đi kèm sóng hấp dẫn .

Không gian D-chiều 

Hai tác giả trên xét một không thời gian D-chiều

D=4  + N

Như vậy không gian D (index MN) chiều phân thành không gian 4-chiều quen thuộc của GR (index µν), và không gian với exta dimensions N-chiều(index  mn ). Vậy ta có những thành phần trương như sau:

Sau đó các tác giả nghiên cứu các phương trình trong D-chiều và tìm các sai khác (deviations) so với các phương trình chuẩn của GR nói cách khác nghiên cứu các hệ quả do các chiều dư N gây nên.

Phương trình Einstein trong D-chiều 

 Các hệ quả gây nên bởi N-chiều dư

Kết quả tính toán của [1] dẫn đến  2 hệ quả do các chiều N gây nên trên sóng hấp dẫn 4-chiều:

Quan trắc thực nghiệm

Hệ quả thứ nhất (breathing mode) có thể nằm trong tầm tay phát hiện của thực nghiệm nhờ hệ VIRGO nối liền hai detector LIGO .

Song hệ quả thứ hai (các tín hiệu tần số cao-trên 1000 Hz)gặp nhiều khó khăn để được phát hiện vì các detector sóng hấp dẫn hiên nay chưa đủ độ nhạy với các tần số này.

KẾT LUẬN

Nếu phát hiện các hệ quả trên thì vấn đề các chiều dư không thời gian sẽ được khẳng định , điều mà trên máy LHC người ta vẫn chưa đạt được kết quả nào đến hiện nay. Ngoài ra có thể nói rằng sóng hấp dẫn chứng minh thêm sự đúng đắn của LTD là lý thuyết tiên đoán sự tồn tại của những chiều dư [5].

Tài liệu tham khảo 

[1] David Andriot & Gustavo Lucena Gómez. Signatures of extra dimensions in gravitational waves. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, published online June 23, 2017; doi: 10.1088/1475-7516/2017/06/048

 Arxiv: https://arxiv.org/abs/1704.07392

arXiv:1704.07392v2 [hep-th] 21 Jun 2017 

[2] Hamish Johnston , Hints of extra dimensions in gravitational waves?

https://phys.org/news/2017-06-hints-extra-dimensions-gravitational.html

[3]Evidence for string theory could be lurking in gravitational waves

http://physicsworld.com/cws/article/news/2017/jul/05/evidence-for-string-theory-could-be-lurking-in-gravitational-waves

[4]Signatures of Universe’s Extra Dimensions Could Be Hiding in Gravitational Waves

http://www.sci-news.com/physics/signatures-universes-extra-dimensions-gravitational-waves-04997.html

[5]Thomasine F-R.Tying loose ends? Gravitational waves could solve string theory, study claims

https://www.theguardian.com/science/2017/jul/05/gravitational-waves-string-theory. Gravity