Gravitasjonsbølger kan svinge som neutrinos

Bevæpnet med data om den første gravitasjonsbølger var siste året, og den teoretiske analysen, fysikk har vist at tyngdebølger kan pendle mellom to ulike former for g - og f-typer av gravitasjonsbølger. Fysikere forklare at dette fenomenet ligner på hvordan neutrinos pendle mellom tre forskjellige smaker – elektron, myon og Tau. Oscillerende gravitasjonsbølger vises i en modifisert teori om gravitasjon kalt bioticheskie tyngdekraften, eller "bigravity", og fysikk viser at svingninger kan bli oppdaget i fremtiden eksperimenter.

Arbeidet med Kevin max, Moritz Pletcher og Yuri Smirnov ble publisert i en fersk utgave av Physical Review Letters.

Fysikere si at dette arbeidet kan bidra til å finne svaret på spørsmålet, "hva er 95%" av Universet. Det faktum at svaret kan ligge i endringer av tyngdekraften, og ingen nye partikler.

"det er Bare 5% av saken er knyttet til det faktum at vi tror vi forstår," sa Smirnov på Phys.org. "Jeg prøver å svare på det spørsmålet, hva ligger i vårt univers (mørk energi og mørk materie), de fleste forfattere diskutere alternative modeller for partikkelfysikk, med nye partikler. Imidlertid, eksperimenter, slik som de gjennomførte på Large hadron Collider, har ennå ikke funnet noen eksotiske partikler. Spørsmålet melder seg: kanskje du trenger å revurdere gravitasjonsfelt side?".

"vi lurer på hvilke signaler vi kan forvente fra den modifiserte tyngdekraften. Det viser seg at bigravity har en så unik signal og kan derfor være adskilt fra bakgrunnen av andre teorier. Den nylige oppdagelsen av gravitasjonsbølger har åpnet for oss et nytt vindu inn i den mørke delen av Universet. Uavhengig av om arten av den Generelle relativitetsteorien, det bigravity eller noen annen teori, vi er venstre til å studere bare bestemte signaler."

To graviton i stedet for ett

I dag, er den beste teori om tyngdekraften er Generelle relativitetsteorien til Einstein, som bruker en enkelt verdi for å beskrive tid-rom. Som et resultat av gravitasjonsfelt samhandling mediert av en hypotetisk partikkel – den graviton – som har ingen masse, og derfor reiser på lysets hastighet.

Den Viktigste forskjellen mellom den Generelle relativitetsteorien og bigravity i det faktum at bigravity bruker to beregninger g og f. Mens du g — er den fysiske metriske og forbundet med saken, f er en steril metriske og saken er ikke bundet. I bigraphical gravitasjonsfelt samhandling mediert av to gravitoner, en som har masse, og den andre ikke. Både graviton består av forskjellige kombinasjoner (eller superpositions) av beregninger g og f, og derfor kontakt med omkringliggende saken på ulike måter. Eksistensen av to beregninger (og to gravitoner) innenfor rammen av bigraphical til slutt fører til fenomenet pendling.

Som forklart av fysikk, ideen om at det kan være et graviton, med masse, ble født nesten samtidig med den Generelle relativitetsteorien.

"den Generelle relativitetsteorien spår en mellommann av gravitasjonelle vekselvirkninger (graviton) som beveger seg med lysets hastighet (som er massless), sier Max. "I 1930-årene, folk prøvde å finne en teori som mellommann vil ha, og derfor bevege seg med en hastighet mindre enn lys. Oppgaven var svært vanskelig, og var ferdig bare i 2010. Bigravity ble en variant av denne utviklingen 2010, bare for å ha inneholdt ikke bare én, men to nye dynamiske beregninger. En av dem er forbundet med saken og den andre ikke; deres lineær kombinasjon blir massiv (tregere enn lysets hastighet) og de andre massless (på speed of light).

Svingninger

Fysikere har vist at i rammen av bigraphical når gravitasjonsbølger er produsert og forplanter seg gjennom rommet, de pendle mellom g - og f-typer – selv om bare g-typen kan bli oppdaget. Selv om tidligere studier har vist at slike svingninger kan eksistere, de har ført til at langt fra fysikk resultater, for eksempel brudd på loven om bevaring av energi. En ny studie har vist at svingninger kan teoretisk forekomme i realistiske fysiske scenarier som involverer massive graviton, som er stort nok til å bli oppdaget i løpet av eksperimentet.

Slik at vi kan forstå disse svingninger, forskere og sammenligne dem til neutrino svingninger. Selv om neutrinos kommer i tre smaker (elektron, myon og Tau), den kjernefysiske reaksjoner er vanligvis født av elektron neutrinos (eller electron antineutrinos), fordi de andre er for tunge til å danne en stabil stoff. På samme måte, i bigravity bare én verdi forbundet med stoffet, så gravitasjonsbølger er astrofysiske hendelser som sammenslåing av sorte hull, g-type f-type gravitasjonsbølger bare ikke forbundet med stoffet.

"Nøkkelen til å forstå fenomenet svingninger som elektronet neutrinos ikke har en bestemt masse: de representerer en superposisjon av tre neutrino masse Stater," forklarer Pletser. "Bølge-ligningen som beskriver deres bevegelse gjennom rommet, zamechal dem, og vil føre til svingninger".

"Det samme er sant for bigraphical: g er en blanding av massive og massless gravitoner og så når en gravitasjons bølge passerer gjennom Universet, det vil pendle mellom g - og f-typer av gravitasjonsbølger. Men, vikan bare måles først med hjelp av detektorer (sammensatt av saken), og den andre til å gå ubemerket hen. Og at hvis bigravity er en gyldig beskrivelse av Natur, vil være et viktig spor på signal av gravitasjonsbølger som vi gjorde."

Likheter mellom neutrinos og gravitasjonsbølger er opprettholdt, selv til tross for det faktum at neutrino svingninger er et fenomen av kvantemekanikk, og ble beskrevet av Schroedinger er bølge-ligningen, og svinging av gravitasjonsbølger – ikke en quantum effekt, og er beskrevet av den klassiske bølge-ligningen.

En av de spesifikke effekter som spår fysikk, er at av svingninger av gravitasjonsbølger føre til store moduleringer enn Generell relativitetsteori spår. Disse resultatene skissere en bane for eksperimentell påvisning av svingninger av gravitasjonsbølger, og søke støtte for bigraphical.

"bigravity Som en svært ung teori, har fortsatt mye å gjøre og utforske. I denne retningen har vært gjort en del arbeid, men vi håper å bidra i fremtiden," sier forskerne.