BRANA EFEKTYWNIE IZOLUJE SIĘ w ten sposób od dodatkowych wymiarów. Jeśli grawiton o pośredniej długości fali próbuje się wydostać lub przeniknąć do brany, cząstki w jej obrębie przemieszczają się i udaremniają to. Grawitony tym samym zmuszone zostają do poruszania się wzdłuż brany, a zatem oddziaływania grawitacyjne spełniają prawo odwrotnych kwadratów. Jednak grawitony o dużej długości fali potrafią swobodnie przemierzać dodatkowe wymiary. Nie odgrywają one większej roli na małych odległościach, zaczynają natomiast dominować w skali rzędu własnej długości fali. Prawo grawitacji staje się wówczas coraz bliższe prawu odwrotnych sześcianów (jeśli tylko jeden z wymiarów jest nieskończony), prawu odwrotności czwartych potęg (jeśli dwa wymiary są nieskończone), a nawet jeszcze bardziej strome. Każdy z tych przypadków oznacza osłabienie grawitacji.

Wraz z Cédrikiem Deffayetem (obecnie w Institut d’Astrophysiąue de Paris) i Gabadadzem stwierdziliśmy, że dodatkowe wymiary nie tylko osłabiają oddziaływania grawitacyjne, lecz także wymuszają przyśpieszenie kosmologicznej ekspansji bez konieczności postulowania istnienia ciemnej energii. Ma się ochotę powiedzieć, że z powodu osłabienia grawitacyjnych więzów, które hamują ekspansję, ucieczka grawitonów zmniejsza opóźnienie do tego stopnia, iż staje się ono ujemne, czyli przechodzi w przyśpieszenie. Mamy tu jednak do czynienia ze znacznie bardziej subtelnym zjawiskiem należy się przyjrzeć, w jaki sposób ucieczka ta zmienia ogólną teorię względności. Zasadniczą ideą teorii Einsteina jest to, że grawitacja stanowi konsekwencję zakrzywienia czasoprzestrzeni, która jest powiązana z gęstością zawartej w niej materii i energii.

Słońce przyciąga Ziemię, zakrzywiając otaczającą ją czasoprzestrzeń. Gdy nie ma ani materii, ani energii, oznacza to, że nie ma żadnego zakrzywienia, a tym samym grawitacji. Jednak w wielowymiarowej teorii związek między krzywizną przestrzeni a gęstością wygląda inaczej. Dodatkowe wymiary wprowadzają do równań człon korekcyjny, który sprawia, że krzywizna pustej brany nie jest zerowa. W rezultacie ucieczka grawitonów wytwarza w branie wewnętrzne naprężenie, nadające jej nieusuwalną krzywiznę, niemającą związku z zawartą w niej materią i energią. W miarę upływu czasu, gdy gęstość materii i energii spada, wywołane przez nie zakrzywienie przestrzeni także maleje, a zatem owa nieusuwalna krzywizna staje się coraz bardziej dominująca. W ten sposób krzywizna Wszechświata dąży do pewnej wartości stałej. Z podobnym zjawiskiem mielibyśmy do czynienia, gdyby Wszechświat był wypełniony jakąś substancją, której gęstość nie maleje z czasem. Taka substan cja to nic innego, jak stała kosmologiczna. Dlatego nieusuwalne zakrzywienie brany równoważne jest stałej kosmologicznej, przyśpieszającej ekspansję Wszechświata.

Tagi: energia, materia, grawitacja

Katalog

Partnerzy

Leatherman Wingman

Reklama