Létezhetnek extra dimenziók?
A modern elméleti fizika egyik legizgalmasabb kérdése az, hogy vajon léteznek-e a megszokott három térdimenzión túl további extra dimenziók. Egy friss magyar kutatás szerint a válasz akár igen is lehet. A vizsgálatok alapján ezek az extra térdimenziók rendkívül aprók, ám bizonyos extrém asztrofizikai körülmények között mégis kimutatható hatást fejthetnek ki.
A HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont, a HUN-REN SZTE Sztelláris Asztrofizikai Kutatócsoport és az ELTE szakértői olyan tanulmányt készítettek, amely azt vizsgálja, hogy a neutroncsillagok megfigyelése során érzékelhető-e ezeknek a feltételezett dimenzióknak a hatása.
A neutroncsillagok, mint „kozmikus laboratóriumok”
A kutatók szerint a neutroncsillagok ideális objektumok a fizika jelenlegi elméleteit meghaladó jelenségek vizsgálatához. Ezek az égitestek az univerzum egyik legsűrűbb anyagát tartalmazzák, ezért különösen alkalmasak a standard modellen túli elméletek tesztelésére. A rendkívül kompakt szerkezet és az extrém gravitációs környezet egyedülálló feltételeket teremt. Éppen ezért a neutroncsillagok belsejében zajló folyamatok olyan fizikai jelenségeket is felfedhetnek, amelyek a hétköznapi körülmények között nem figyelhetők meg.
A magyar kutatócsoport munkája kifejezetten a Kaluza–Klein-elmélet által felvetett extra térdimenziók lehetőségét vizsgálta. A kérdés az volt, hogy vajon a kompakt csillagok megfigyelhető tulajdonságaiban kimutatható-e az ilyen dimenziók hatása.
Kimutatható lehet az extra dimenziók hatása
Az eredmények alapján a válasz igen. A kutatás szerint a pulzárok és neutroncsillagok – amelyek tipikusan 10–12 kilométer sugarú, rendkívül sűrű objektumok – már alkalmasak lehetnek arra, hogy kimutathatóvá váljanak az elemi részecskék mérettartományába eső extra dimenziók.
Ez azért különösen érdekes, mert az ilyen dimenziók rendkívül kicsik, ezért a hagyományos laboratóriumi kísérletekben gyakorlatilag nem vizsgálhatók.
A Kaluza–Klein-elmélet és az ötödik dimenzió
Az extra dimenziók gondolata nem új a fizikában. A lengyel Theodor Kaluza és a svéd Oskar Klein által megfogalmazott Kaluza–Klein-elmélet már korábban felvetette egy további térdimenzió létezését. Az elmélet szerint az univerzumban létezhet egy ötödik dimenzió, amely valójában egy negyedik térdimenzió. Ez azonban rendkívül apró és kompakt, ezért a hétköznapi kísérletekben gyakorlatilag észrevehetetlen.
A korábbi elképzelések szerint az ilyen dimenziók mérete akár 10⁻³⁰ centiméter nagyságrendű is lehet. Ez azonban komoly problémát jelent az elmélet kísérleti ellenőrzése szempontjából.
K. Sridhar fizikus szerint ez “kevésbé vonzó jellemzőjét” jelenti az extra dimenziókkal foglakozó teóriáknak. Ugyanakkor ha ezek a dimenziók valamivel nagyobbak lennének, akkor már elvileg megfigyelhetővé válhatnának.
Fermi méretű dimenziók nyomai a csillagokban
A magyar kutatók számításai arra utalnak, hogy az úgynevezett fermi méretű extra dimenziók hatása már megjelenhet a neutroncsillagok tulajdonságaiban. A fermi egy rendkívül kicsi hosszúsági egység: a méter billiomod részének ezredrésze, vagyis 0,000 000 000 000 001 méter. Ha az extra dimenziók mérete ebbe a tartományba esik, akkor a pulzárok csillagászati megfigyelései során már érzékelhető eltéréseket okozhatnak.
Több dimenzió is létezhet
A kutatás egy másik fontos eredménye, hogy a fizikusok nem csupán egyetlen extra dimenzió lehetőségét vizsgálták. A tanulmány szerint elképzelhető, hogy több kompakt térdimenzió is létezik. Ez a megközelítés egyébként összhangban áll több modern elmélettel, például a húrelmélet és a brán-világ elmélet koncepciójával.
“A feltételezéseink szerint a standard modell részecskéi tudnak terjedni ezekben az extra dimenziókban”
– mondták a kutatók.
A vizsgálatok során a szakértők a neutroncsillag belsejében található anyag termodinamikai tulajdonságait elemezték, hogy feltérképezzék az extra dimenziók hatását.
A csillagászati megfigyelések szerepe
A kutatás egyik fontos eleme az volt, hogy az elméleti számításokat összevetették a csillagászati megfigyelésekkel.
“Az alkalmazott extra dimenziós kölcsönható anyag termodinamikája megengedi a hagyományos modellek és az extra dimenziós Kaluza-Klein modell összehasonlítását és fizikai értelmezését. Ezt a kompakt csillagok fizikai modelljébe beépítve a számítások csillagászati megfigyelésekkel is összevethetőek”
– mondta el a kutatás kapcsán Forgács-Dajka Emese, a HUN-REN SZTE kutatócsoportjának és az ELTE-nek a kutatója.
A tanulmány szerint ha az extra dimenzió mérete meghaladja a 0,2 femtométert, akkor annak hatása már a jelenlegi csillagászati mérési pontossággal is érzékelhető lehet.
Új perspektíva az univerzum megértésében
A neutroncsillagok vizsgálata tehát nemcsak az asztrofizika, hanem az alapvető részecskefizika számára is kulcsfontosságú lehet. Ha a jövőbeli megfigyelések valóban kimutatják az extra dimenziók hatását, az alapjaiban változtathatja meg az univerzumról alkotott képünket. Ezek az eredmények azt sugallják, hogy a kozmikus extrém környezetek segíthetnek feltárni azokat a fizikai jelenségeket, amelyek a hétköznapi körülmények között rejtve maradnak.
Közzétette: Sandal / www.fenyorveny.hu
Ha tetszett a cikk, oszd meg ismerőseiddel is, még több érdekességért, képért és videóért pedig látogass el FACEBOOK oldalunkra! Csatlakozz PINTERESTÜNKHÖZ, INSTAGRAMUNKHOZ , TELEGRAMUNKHOZ, vagy X-HEZ is! Vagy iratkozz fel a napi HÍRLEVÉLRE, hogy ne maradj le a friss hírekről!
Ha szeretnél, akkor nézzél szét a többi oldalamon is:
Angyalmandala Design oldalamon egyedi készítésű (AI mentes) vászonmandalákat találhatsz, illetve angyali kristályokat (angyali energiákkal feltöltve), angyali vezetésű mandala festményeket és képeket, és egyéb angyali kézműves termékeket vásárolhatsz!
Angyalok Fénye oldalamon pedig minden nap új angyali üzeneteket találhatsz, amik saját közvetítések. Illetve megismerheted az angyalok világát.
Várlak szeretettel!
