Indiānas Universitātes Fizikas katedra Blūmingtonā (Indiana štatā) rīkoja otro IUCSS Lorenca pārkāpumu semināru par gravitācijas aspektiem kā tiešsaistes konferenci 13. gada 14.–2023. martā. Semināra otrā diena sakrīt ar Alberta Einšteina 144. dzimšanas dienu.
Koncentrējoties uz EFT paņēmieniem un gravitācijas MVU, seminārā galvenokārt tiek aplūkota perturbatīvā Lorenca un difeomorfisma refrakcijas teorija gravitācijas kontekstā. Papildus būtisku tēmu pārskatīšanai un apspriešanai šajā intensīvajā jomā mēs apskatīsim arī iespējamās pētniecības jomas. Īsas tiešraides prezentācijas būs daļa no semināra formāta kopā ar diskusiju laiku.
Viens no Turcijas zinātniekiem, asociētais profesors Ali Övgün, ieņēma savu vietu seminārā kā sesijas vadītājs. Viņam ir daudz publikāciju par šīm tēmām. Asociētais profesors Ali Övgün turpina studijas un akadēmisko dzīvi Austrumu Vidusjūras universitātē.
Tagad mēs vēlamies jums sniegt informāciju par šo tēmu.
Zinātnieki ir atklājuši jaunu paņēmienu, lai pārbaudītu ilgstoši pastāvošo pārliecību, ka Visums ir vienāds visos veidos. Tas ir tas, ko mēs varētu saukt par melnā cauruma ēnas novērošanu. Ja ēna ir nedaudz mazāka, nekā prognozē pašreizējās fizikas teorijas, tas varētu atbalstīt kameņu gravitācijas teoriju, kas paredz, kas notiktu, ja šķietami ideālā Visuma simetrija patiesībā nebūtu tik perfekta.
Ja pētnieki var atrast melno caurumu ar tik mazu ēnu, tas varētu novest pie pilnīgi jaunas gravitācijas teorijas un, iespējams, pat izskaidrot, kāpēc Visums tik ātri izplešas.
Fiziķi mīl simetriju, jo tā ļauj mums izprast dažus no dziļākajiem Visuma noslēpumiem. Piemēram, fiziķi ir atklājuši, ka jūs varat mainīt savu testa aprīkojumu pat tad, ja iegūstat tādus pašus rezultātus no eksperimenta par fiziku.
Citiem vārdiem sakot, lai kur jūs veiktu eksperimentu kosmosā, eksperimenta rezultāts būs vienāds. Tas nāk tieši pēc impulsa saglabāšanas likuma no matemātiskā viedokļa.
Cits piemērs: ja eksperimentu veicat vienu reizi, nedaudz pagaidiet un pēc tam atkārtojat, rezultāts būs tāds pats (atkal viss ir vienāds). Enerģijas nezūdamības likums, kas nosaka, ka enerģiju nevar ne radīt, ne iznīcināt, ir cieši saistīts ar šo laika simetriju.
Vēl viena svarīga simetrija ir mūsdienu fizikas pamats. Tā ir pazīstama kā "Lorenca" simetrija par godu fiziķim Hendrikam Lorencam, kurš to visu atklāja 1900. gadu sākumā. Izrādās, ka, ja jūs mainītu eksperimentu, jūs joprojām iegūtu tādu pašu rezultātu (visam pārējam ir vienāds). Ja palielināsiet to līdz nemainīgam ātrumam, jūsu eksperimenta rezultāts joprojām būs tāds pats.
Citiem vārdiem sakot, ja visas pārējās lietas ir vienādas, eksperimenta rezultāts, kas veikts pilnīgi nekustīgi un ar pusi gaismas ātruma, būs tāds pats.
Fizikas principi ir vienādi neatkarīgi no pozīcijas, laika, orientācijas un ātruma. Šī ir simetrija, ko atklāja Lorencs.
Ko mēs varam secināt no šīs fundamentālās simetrijas? Pirmkārt, mums ir Einšteina pilnā īpašās relativitātes teorija, kas nosaka nemainīgu gaismas ātrumu un izskaidro, kā objekti, kas pārvietojas dažādos ātrumos, ir saistīti ar telpu un laiku.
Lapseņu gravitācija
Speciālās relativitātes principi ir tik būtiski fizikā, ka tos gandrīz var uzskatīt par fizikas superteoriju. Ja vēlaties izstrādāt savu teoriju par to, kā pasaule darbojas, tai ir jāatbilst šiem principiem.
Vai arī nevajadzētu būt.
Fiziķi pastāvīgi strādā, lai izstrādātu jaunas un uzlabotas fizikālās teorijas, jo vecākas teorijas, piemēram, vispārējā relativitāte un daļiņu fizikas standarta modelis, kas izskaidro, kā matērija deformē telpu un laiku, nespēj izskaidrot visu Visumā, tostarp to, kas notiek Visumā. melnā cauruma centrs. Pārbaudīt, vai tādi iemīļotie jēdzieni kā Lorenca simetrija ir patiesi ārkārtējos gadījumos, ir vēl viena auglīga vieta, kur meklēt jaunu fiziku.
Saskaņā ar dažām gravitācijas teorijām Visums patiesībā var nebūt pilnīgi simetrisks. Saskaņā ar šīm idejām kosmosam ir papildu komponenti, kas liek tam laiku pa laikam novirzīties no Lorenca simetrijas. Citiem vārdiem sakot, Visumam var būt unikāla vai vēlama orientācija.
Šie pavisam jaunie modeļi izskaidro teoriju, kas pazīstama kā lapseņu gravitācija. Tiek uzskatīts, ka šis termins cēlies no zinātnieku apgalvojuma, ka kamenēm nevajadzētu ļaut lidot, jo mēs nesaprotam, kā to spārni rada pacelšanos. Lai gan šie gravitācijas modeļi izceļas kā potenciālie jaunās fizikas aspekti, mums ir ierobežota izpratne par to, kā tie darbojas un kā tie varētu būt saskaņā ar visumu, ko mēs varam novērot.
Iespējams, viens no visefektīvākajiem kameņu gravitācijas modeļu izmantošanas veidiem ir izskaidrot tumšo enerģiju, kas ir atbildīga par novēroto paātrināto Visuma izplešanos. Izrādās, ka efekts, kas izraisa paātrinātu izplešanos, var būt saistīts ar to, cik ļoti mūsu Visums novirzās no Lorenca simetrijas. Un tā kā mēs nezinām, kas rada tumšo enerģiju, šī hipotēze šķiet diezgan pārliecinoša.
Tumšs Siluets
Tagad jums ir populāra jauna gravitācijas teorija, kas balstīta uz tādiem revolucionāriem jēdzieniem kā simetrijas pārkāpums.
Kā jūs pārbaudītu šo teoriju? Dodoties uz melno caurumu, kur gravitācija ir maksimāli palielināta.
Pētnieku raksts tika publicēts Physical Revivew D 103, 044002 (2021). Pētnieki pētīja melnā cauruma ēnu iedomātā Visumā, kas tika konstruēts tā, lai tas būtu pēc iespējas reālistiskāks.
Arī asociētā profesora Ali Övgün un Xiao-Mei Kuang darbs Annals of Physics 447 (2022) 169147 “Spēcīga gravitācijas lēca un ēnas ierobežojums M87 lēni rotējošā Keram līdzīgā melnā caurumā” (Spēcīga gravitācijas lēca un ēnas ierobežojums no M87* lēni rotējošs Keram līdzīgs melnais caurums).
Turklāt vēl viens İbrahim Güllü un Ali Övgün pētījums ir "Fizikas gadagrāmata 436, 168721 (2022) Švarcšildam līdzīgs melnais caurums ar topoloģisku kameņu gravitācijas defektu".
(Atcerieties pirmo melnā cauruma M87 fotoattēlu, ko tikai pirms gada uzņēma teleskops Event Horizon? Reģions, kas absorbēja visu gaismu no melnā cauruma un aiz tā, bija tas satriecoši skaistais tumšais tukšums žilbinošā gredzena centrā).
Komanda izveidoja paātrinātu melno caurumu (tāpat kā mēs to redzam) uz izplešanās Visuma fona un mainīja simetrijas pārkāpuma pakāpi, lai tā atbilstu tumšās enerģijas uzvedībai, ko zinātnieki var izmērīt, lai modelis būtu pēc iespējas reālistiskāks.
Viņi atklāja, ka šajā scenārijā melnā cauruma ēna varētu būt līdz pat 10% mazāka, nekā tā būtu pasaulē ar "normālu gravitāciju", nodrošinot skaidru līdzekli lapseņu gravitācijas novērtēšanai. Pat ja pašreizējais M87 melnā cauruma attēls ir pārāk izplūdis, lai tos atšķirtu, tiek pieliktas pūles, lai iegūtu labākus attēlus ar vairāk melno caurumu, ļaujot zinātniekiem turpināt izmeklēt dažas no Visuma lielākajām mīklas.
Avots: LiveScience
Günceleme: 15/03/2023 15:57