引力波可能是发现宇宙中其他维度的关键

艾萨克·牛顿

弦理论试图想要解释在我们的宇宙中找到额外的维度，物理学家认为，引力波可能是我们找到它们的关键。
这个新的假说试图回答长期存在的神秘谜团：为什么引力似乎弱于宇宙中其他的基本力量。新假说认为它实际上是“泄漏”到额外的维度，我们还没有检测到维度上。
法国法国理工学院的埃米利安·达达斯说：“额外的维度从不同的角度已经被讨论了很长时间。引力波可能是寻找额外维度的一个新转折。”
现在，我们很满意四维宇宙的想法，三个空间维度加上时间维度是第四维。但是，我们对物理行为在最小尺度上的理解有很多差距，额外的六个维度可以帮助填补。事实上，根据弦理论，如果由10个维度组成，宇宙将会更加有意义。作为物理学家最终能够缩小经典物理学和量子物理学差距的最有希望的途径之一，弦理论不容忽视。
弦理论提出，我们设法检测到的最小的物质构造块，被称为夸克，实际上是由甚至更细的，像振弦一样的能量细丝组成。
这些“弦”对于物理学家来说是诱人的可能性，因为他们实际上可以做一些目前物理学不能做的事情。他们可以同时描述所有已知的自然力量：引力，电磁力和核力。他们也可以帮助我们理解宇宙的扩张似乎正在加速的事实。

唯一的问题是，为了在数学上可行，这些弦理论需要至少10个物理维度，现在，我们甚至没有找到一个额外的维度。
但德国马克斯·普朗克重力物理研究所的物理学家古斯塔沃·卢塞恩·戈麦斯（Gustavo LucenaGómez）和大卫·安德里奥（David Andriot）认为，他们有一个非常好的方法来寻找爱因斯坦著名的引力波。
引力波是去年科学中最大的事，当路易斯安那州和加利福尼亚州的两个巨大的LIGO（激光干涉引力波天文台）观测站的研究人员宣布，他们终于找到了爱因斯坦100年前预测的时空波纹的直接证据。
引力波如声波，以光速穿过太空，由我们宇宙中最猛烈的事件引起，如黑洞合并或恒星爆炸。他们也可以通过宇宙中存在的所有维度。

戈麦斯认为：“如果宇宙中有额外的维度，则引力波可以沿着任何维度走。”
戈麦斯和安德里奥提出了一个数学模型来描述隐藏的维度对引力波的影响，并且发现了两个关键因素：在高频下会存在额外的波，引力波会在不同维度上拉伸宇宙的结构。
他们把第一个因素描述为一个巨大的引力波，频率如此之高，我们目前的探测器找不到它们，LIGO需要比现在高几千倍的敏感度才能看到。但是，如果这样的探测器可用，那么可以希望有一个很干净的信号，因为没有已知的天体物理过程发射频率大于1000Hz的引力波。
这样的高频可能是新物理学的明显症状。
第二个因素，他们称之为“呼吸模式”，将要求物理学家在正常的引力波（即我们现在可以检测到）如何伸展或缩小时空中观察异常情况。呼吸模式以特定的方式使空间变形，给出不同的特征。
科学家预测，为了观察这一变化，他们将需要三个像LIGO这样的检测器，同时在同一时间观察同样的事情。

这个想法不仅给了我们寻找更多维度的新方法。它也可以帮助我们解决物理学中最大的问题之一：为什么引力作为宇宙基本力量相对较“弱”。
这可能是引力“泄漏”到我们看不到的六个额外的维度上，所以我们只能知道其对可测量的四个维度的宇宙的一小部分影响。
要指出的是，这个假设处于早期阶段，尚未得到同行评议，所以我们可以期待物理界对于其真实性的探究。
英国伦敦国王学院的理论物理学家Bobby Acharya坚信宇宙中有另外的一些维度，还没有被我们发现，但是我们可能会用引力波来寻找它们。这意味着为了激发他们，并在这些额外的维度上创造波，你需要大量的能量。而且，如果你产生了在额外的维度上传播的引力波。事实上，额外的维度很小，这意味着这种引力波的频率将会非常高 ，远远高于LIGO引力波检测器可以检测到的。
在这个想法变得技术上可行的前提下，我们还有很长的路要走，但如果宇宙中的维度比我们所知道的更多，我们很高兴有人在想找到它们的方法。