trim_c
Обнаружение гравитационных волн принесло сенсацию и Нобелевскую премию.
Однако породило и вопрос - а что мы с этого будем иметь?
Да, есть ожидания о новой астрономии, подобно тому, какие вызвали и оправдали радио- или рентген-астрономия.
Но тут все совсем другое - колоссальные трудности фиксации вызывают естественный скептицизм относительно возможностей: а может это все так и останется демонстрацией фокуса изумляющей тонкости эксперимента, а в остальном бесполезным курьезом?
И вот один из первых реальных результатов, достигнутых с помощью гравитационных волн!!!
Американские физики уточнили размерность пространства-времени, сравнив расстояние до источника, рассчитанное по затуханию гравитационных волн и по красному смещению электромагнитного излучения. Ученые выполнили такие расчеты для события GW170817 и выяснили, что размерность нашего пространства-времени примерно равна D ≈ 4,0 ± 0,1. Кроме того, они установили нижнюю границу на время жизни гравитона, которая составила около 450 миллионов лет.
Общая теория относительности, и Стандартная модель построены в предположении, что мы живем в четырехмерном пространстве-времени. Точнее, в (3+1)-мерном: 3 пространственных измерения и одно временно́е. С другой стороны, ученые склонны сомневаться в самых элементарных утверждениях.
Может быть, размерность нашего пространства-времени не в точности равна четырем, а просто очень близка к этому значению?
В самом деле, существуют теории, в которых наше пространство-время вложено в пространства с большей размерностью. Поэтому, вообще говоря, четырехмерность нашего мира нужно доказывать, а не принимать на веру.
В Общей теории относительности напряженность гравитационных волн спадает обратно пропорционально первой степени расстояния от источника: h ~ 1/r. Однако в теориях с бо́льшим количеством измерений этот закон модифицируется, и затухание происходит быстрее: h ~ 1/rγ, где γ = (D − 2)/2, а D — количество измерений.
Получается, что энергия волны как будто «утекает» в дополнительные измерения.
Вычисляя «электромагнитное» и «гравитационное» расстояние до нейтронных звезд, физики определили, что степень зависимости γ ≈ 1,00 ± 0,03, то есть размерность нашего пространства D ≈ 4,0 ± 0,1.
Распределение вероятности того, что мы живем в D-мерном пространстве. Линии разных цветов отвечают разным значениям постоянной Хаббла, используемой в расчетах.
Дополнительное затухание гравитационных волн может возникнуть из-за того, что гравитоны являются нестабильными частицами и распадаются за время путешествия от источника до детектора. Отталкиваясь от этого предположения, физики вычислили нижнее ограничение на время жизни гравитона.
Оказалось, что оно не может быть меньше 4,5×108 лет.
Кроме того, устанавливается очень жесткое ограничение на скорость гравитации — теперь отношение скорости гравитации к скорости света может отличаться от единицы не больше, чем на 3×10−15.
/Источник/
Как видим, уже несколько важных констант можно оценить с помощью нового средства наблюдения и измерений - а ведь мы делаем даже не первые шаги, а только просунули нос в новые возможности изучения физического мира...
Journal information