Του Κώστα Δεληγιάννη
Η απόδειξη για την ύπαρξη επιπλέον διαστάσεων θα μπορούσε να μην προέλθει από το CERN και το «πείραμα του αιώνα» που διεξάγεται στον επιταχυντή, αλλά από τα «ίχνη» που αυτές αφήνουν στα βαρυτικά κύματα, δηλαδή τις παραμορφώσεις που προκαλεί η κίνηση οποιουδήποτε σώματος και διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός στο χωροχρονικό συνεχές. Αυτό υποστηρίζουν επιστήμονες από το γερμανικό Ινστιτούτο Max Plank Βαρυτικής Φυσικής, οι οποίοι κατέληξαν σε δύο διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους οι επιπλέον διαστάσεις ενδεχομένως «προδίδουν» την παρουσία τους μέσων των βαρυτικών κυμάτων.
Οι επιπλέον διαστάσεις, πέρα από τις γνωστές τρεις διαστάσεις για τον χώρο και μία για τον χρόνο, έχουν προταθεί από θεωρητικούς φυσικούς για να εξηγηθεί το πρόβλημα της ιεραρχίας, δηλαδή το γεγονός ότι η βαρυτική δύναμη είναι ασθενέστερη από τις τρεις υπόλοιπες θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις. Έτσι στο πλαίσιο των αντίστοιχων θεωριών, η βαρύτητα είναι μικρής τάξης μεγέθους επειδή, σε αντίθεση με τις υπόλοιπες δυνάμεις, διαχέεται σε αυτές τις επιπλέον διαστάσεις, με συνέπεια να εξασθενεί.
Οι περισσότερες ελπίδες για την απόδειξη ύπαρξής τους «περνούν» από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN, αν από τις συγκρούσεις στο εσωτερικό του παραχθούν και ανιχνευθούν γκραβιτόνια ή κάποιο από τα σωμάτια που προβλέπουν οι διάφορες εκδοχές της υπερσυμμετρίας οι οποίες προτείνουν τις επιπλέον διαστάσεις. Μέχρι σήμερα ωστόσο στον LHC δεν έχει εντοπιστεί κανένα από αυτά τα υπερσυμμετρικά σωματίδια, παρόλο που ο επιταχυντής έχει ήδη φτάσει σε επίπεδα ενέργειας στα οποία κανονικά θα έπρεπε να έχει κάνει την «εμφάνισή» του το ελαφρύτερο από αυτά.
Αν όμως η βαρύτητα διαχέεται όντως στις επιπλέον διαστάσεις, οι δύο ερευνητές από το Max Plank υποστηρίζουν πως γι’ αυτό τον σκοπό ένας εναλλακτικός πειραματικός δρόμος θα μπορούσαν να είναι τα βαρυτικά κύματα, τα οποία θα πρέπει να διαδίδονται και σε αυτές, πέρα από τις 4 χωροχρονικές διαστάσεις. Έτσι οι δύο επιστήμονες, ο Γκουστάβο Γκόμεζ και ο Ντείβιντ Άντριοτ, υπολόγισαν ποια θα ήταν τα παρατηρησιακά δεδομένα που θα προέκυπταν σε αυτή την περίπτωση.
Με αυτό τον τρόπο, βρήκαν πως θα πρέπει να υπάρχει αφθονία βαρυτικών κυμάτων υψηλών συχνοτήτων, συγκριτικά με το υπόλοιπο φάσμα συχνοτήτων. Το πρόβλημα όμως είναι πως τέτοιες παραμορφώσεις δεν μπορούν να ανιχνευθούν από τους υπάρχοντες ανιχνευτές, όπως το πείραμα Advanced LIGO, ενώ επίσης μικρότερες συχνότητες αναμένεται να είναι στο “στόχαστρο” και των πειραμάτων που ετοιμάζονται για τα επόμενα χρόνια.
Το δεύτερο πάντως φαινόμενο, στο οποίο κατέληξαν, είναι πιο πρακτικά αξιοποιήσιμο. Κι αυτό γιατί αναμένεται να εμφανίζεται στα βαρυτικά κύματα που βρίσκονται μέσα στα παρατηρησιακά όρια των ανιχνευτών που ήδη υπάρχουν.
Το φαινόμενο αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα βαρυτικά κύματα παραμορφώνουν τον χώρο από τον οποίο διέρχονται, συστέλλοντας τη διάστασή του που είναι παράλληλη με τη διεύθυνση διάδοσης των κυμάτων και διαστέλλοντάς τον στο επίπεδο που είναι κάθετο στη διεύθυνση διάδοσης. Κατά συνέπεια, αν υπάρχουν επιπλέον διαστάσεις, τότε θα πρέπει να εμφανίζεται ένας ακόμη, ιδιαίτερος τρόπος παραμόρφωσης.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, αυτός ο τρόπος παραμόρφωσης μπορεί να εντοπισθεί, αν υπάρχει. Η μόνη προϋπόθεση είναι να κατασκευασθούν περισσότεροι ανιχνευτές.
