Sedno sprawy tkwi w tym, że w konsekwencji silnego zakrzywienia dodatkowe wymiary mają skończoną objętość, pomimo że rozciągają się w nieskończoność. A w jaki sposób nieskończona przestrzeń może mieć skończoną objętość? Wyobraźmy sobie, że wlewamy dżin do znajdującego się w kie Uszku bez dna martini. Promień tego kieliszka maleje odwrotnie proporcjonalnie do głębokości, do napełnienia go wystarczy więc w takim przypadku skończona ilość dżinu. Ze względu na krzywiznę kieliszka większość jego objętości znajduje się u góry. Jest to sytuacja bardzo podobna do tej, z jaką mamy do czynienia w modelu RandallSundruma. Objętość dodatkowych wymiarów przestrzennych skupia się wokół brany, na której się znajdujemy, co sprawia, że grawitony przez większość czasu muszą przebywać w pobliżu brany. Prawdopodobieństwo wykrycia grawitonu szybko maleje w miarę oddalania się od brany. W żargonie fizyków kwantowych oznacza to, że funkcja falowa grawitonu ma maksimum na branie efekt ten nosi nazwę lokalizacji grawitacji.

Pomimo że model RandallSundruma to pod względem koncepcyjnym coś zupełnie innego niż idea zwartych wymiarów, prowadzą one do bardzo podobnych wniosków. Obydwa modyfikują prawo grawitacji jedynie na krótkich odległościach, a nie w dużej skali, żaden z nich nie nadaje się zatem do rozwiązania problemu przyśpieszania kosmicznej ekspansji. TRZECIA KONCEPCJA jednakże przewiduje załamanie się standardowego prawa grawitacji w skali kosmologicznej i tłumaczy kosmologiczne przyśpieszenie bez odwoływania się do ciemnej energii. W 2000 roku wraz z Gregorym Gabadadzem i Massimem Porratim, pracującymi obecnie w New York University, postawiliśmy tezę, że dodatkowe wymiary mają dokładnie taki sam charakter, jak trzy wymiary przestrzenne, z którymi mamy do czynienia na co dzień nie są ani zwarte, ani silnie zakrzywione. Nawet w takim przypadku grawitony nie mogą się całkiem swobodnie poruszać tam, gdzie chcą. Emitowane przez gwiazdy i inne ciała znajdujące się na branie, potrafią przedrzeć się do dodatkowych wymiarów, ale dopiero po przebyciu pewnej krytycznej odległości. Grawitony zachowują się mniej więcej tak, jak dźwięk w metalowej blasze. Gdy uderzymy w blachę młotkiem, powstaje fala dźwiękowa, która przemieszcza się po jej powierzchni.

Jednak rozchodzenie się dźwięku nie jest w tym przypadku zjawiskiem ściśle dwuwymiarowym część energii rozprasza się w otaczającym powietrzu. W pobliżu miejsca uderzenia straty energii są zaniedbywalnie małe, lecz w miarę oddalania stają się coraz większe. Ubytki energetyczne tego rodzaju mają istotne znaczenie dla oddziaływania grawitacyjnego, jeśli odległość pomiędzy ciałami jest większa od wartości krytycznej. Wirtualne grawitony wykorzystują wszelkie dostępne drogi pomiędzy ciałami i możliwość obejścia przez inne wymiary stwarza olbrzymią liczbę dodatkowych trajektorii, co istotnie zmienia efekty grawitacyjne. Rzeczywiste grawitony po wydostaniu się do innego wymiaru giną raz na zawsze i dla nas, więźniów brany, wygląda to tak, jak gdyby rozpłynęły się w sinej dali. Obecność dodatkowych wymiarów ujawnia się także w bardzo małych skalach, podobnie jak w przypadku wymiarów zwartych i modelu RandallSundruma. Dla odległości pośrednich większych niż rozmiary strun, lecz mniejszych niż odległość ucieczki grawitony grzecznie siedzą sobie w trzech wymiarach, posłuszne klasycznemu prawu grawitacji.

Tagi: grawitacja, temperatura, energia

Katalog

Partnerzy

Reklama