Ученые давно бьются на проблемой возможности существования за пределами нашей Вселенной других Вселенных. Недавно группа исследователей нашла способ разгадать загадку. По мнению физиков, Большой адронный коллайдер, крупнейший в мире ускоритель частиц, способен раскрыть тайну существования параллельных Вселенных, если, конечно, таковые существуют.

В своем новом докладе, опубликованном в журнале Physics Letters B, физики Ахмед Фараг Али, Мир Фейзал и Мухаммед М. Халил поясняют: выявление миниатюрных черных дыр на определенном энергетическом уровне, возможно, станет ключом к обнаружению параллельных Вселенных, а также доказательством существования дополнительных измерений, подтверждающим теорию струн и связанных с ней моделей, предсказывающих дополнительные измерения наряду с параллельными Вселенными.

"Обычно, когда люди говорят о Мультивселенной, они подразумевают теорию квантовой механики о множественности миров, согласно которой реальными являются любые варианты и сценарии, — сказал Мир Фейзал в интервью порталу Phys.org. — Данная теория не больше, чем философское рассуждение, так как ее невозможно проверить. Она не иллюстрирует то, что мы подразумеваем под параллельными Вселенными — реальные миры в дополнительных измерениях. И поскольку, согласно этой теории, гравитация может перетекать из нашей Вселенной в дополнительные измерения, поиск мини черных дыр на Большом адронном коллайдере может доказать эту модель. Мы рассчитали величину энергии, при которой ожидаем обнаружить эти мини черные дыры в радуге земного притяжения (новая теория). И если нам это удастся, мы поймем, что обе теории — радуги земного притяжения и дополнительных измерений — верны".

Поиски параллельных Вселенных и измерений продолжаются

В некотором смысле, эта идея не нова. БАК уже пытался обнаружить мини черные дыры, однако из этого ничего не получилось. Причем отрицательный результат эксперимента был предсказуем даже для предположения о существовании только четырех измерений (не говоря уже о множестве), так как энергия, необходимая для создания черных дыр, в них намного больше (1019 ГэВ) той, которая может быть получена Большим адронным коллайдером (14 ТэВ).

Однако если дополнительные измерения существуют, вероятно, они способны снижать энергию, необходимую для создания черных дыр до той, которую может производить Большой адронный коллайдер. Как поясняет Фейзал, это происходит потому, что гравитация из нашей Вселенной может каким-то образом перетекать в дополнительные измерения.

Но поскольку БАК до сих пор не обнаружил мини черные дыры, нам кажется, что дополнительные измерения не существуют, по крайней мере, в тех масштабах энергии, в которых проводились испытания. И, разумеется, полученные результаты не оправдали ни теорию струн, ни существование параллельных Вселенных.

В своей работе Али, Фейзал и Халил предлагают другое объяснение того, почему Большой адронный коллайдер не смог обнаружить мини черные дыры. Они считают, что текущая гравитационная модель, использованная для расчета уровня энергии, необходимого для создания черной дыры, не совсем точна, поскольку не учитывает квантовых эффектов.

В общей теории относительности Эйнштейна гравитация рассматривается как искривление пространства и времени. Однако, как отмечают ученые, в случае с черными дырами, пространственно-временная геометрия, отвечающая за гравитацию, меняется под воздействием теории Макса Планка. Они использовали новую модель — радуги земного притяжения, учитывающую этот фактор. Благодаря ей и было предсказано существование мини черных дыр.

Используя радугу земного притяжения, ученые пришли к выводу, что для создания мини черных дыр на Большом адронном коллайдере требуется больше энергии, чем предполагалось ранее. До сих пор БАК искал эти объекты на энергетических уровнях ниже 5,3 ТэВ.

Согласно теории радуги земного притяжения эта энергия слишком мала, и для образования черных дыр необходимо как минимум 9,5 ТэВ в шести измерениях и 11,9 ТэВ в десяти. И поскольку Большой адронный коллайдер рассчитан на режимы работы до 14 ТэВ, то вполне удовлетворяет условиям создания черных дыр.

Большой адронный коллайдер будет искать черные дыры

Если БАК сможет обнаружить мини черные дыры, найдут подтверждение сразу несколько теорий: существование параллельных Вселенных, дополнительных измерений, теория струн и радуга земного притяжения — последние две повлияют на дальнейшее формирование теории квантовой гравитации. Очевидно, что положительный исход эксперимента докажет существование и самих мини черных дыр.

"Если Большой адронный коллайдер обнаружит мини черные дыры на ожидаемом уровне энергий, это послужит не только доказательством существования дополнительных измерений и, как следствие, параллельных Вселенных, но и станет разгадкой нашумевшего парадокса черных дыр", — говорит Али.

Разрешить его получится при помощи радужной модели земного притяжения, так как согласно этой теории мини черные дыры имеют минимальный радиус, ниже которого они не могут сжиматься, пишет издание Phys. org. Однако если черные дыры не будут обнаружены, ученым придется пересмотреть свои взгляды на эти идеи.

"Если черных дыр не окажется на ожидаемых уровнях энергии, ученые придут к одному из трех выводов, — объясняет Халил. — Первый — дополнительные измерения не существуют. Второй — они существуют, но в реальности их размеры меньше, чем ожидалось. И, наконец, третий — необходимо изменить параметры радуги земного притяжения ".

В мире теоретической физики никогда не бывает однозначной точки зрения, что справедливо и в этом случае. Ремо Гараттини, профессор физики из Университета Бергамо, использовал феномен радуги земного притяжения в работе по изучению регулирования ультрафиолетовой расходимости, которая противоречит модели квантовой гравитации. И хотя ученый с пониманием относится ко многим идеям теории радуги земного притяжения, он подчеркивает, что текущее исследование опирается только на одно ее предположение, в котором используется уравнение, не противоречащее расхождению.

"Я думаю, что эта теория интересна, но мы должны быть осторожны в масштабировании выводов, используя при этом лишь один из аспектов радужной функции", — говорит Гараттини.

По этой же причине Жоао Магейжу, профессор физики Имперского колледжа в Лондоне, предостерегает: новые данные в исследовании теории либо подтвердят, либо опровергнут ее. Но находясь на начальной стадии ее изучения, трудно сказать, какие именно подробности теории для этого нужны.

"Работа интересная, но, как и многие другие приложения радужной гравитации, в значительной степени зависит от выбранных из теории свободных функций, — говорит Магейжу. — Тем не менее она может стать важнейшим шагом в их ограничении".

Источник