Dimensioni parallele? Un indizio dalle onde gravitazionali


La scoperta delle onde gravitazionali potrebbe gettare una nuova luce sulla ricerca delle dimensioni extra nel nostro universo. Ma per adesso, non ne abbiamo trovate.

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Altezza, lunghezza, larghezza e tempo. Le quattro dimensioni di cui abbiamo quotidiana esperienza rientrano nel grande quadro teorico della relatività ristretta, che considera lo spazio-tempo proprio come la struttura quadridimensionale dell’Universo. Da anni però esistono diverse teorie fisiche che ipotizzano l’esistenza di una o più dimensioni extra – prima tra tutte la teoria delle stringhe, che combinando meccanica quantistica e relatività generale punta a costruire la cosiddetta teoria del tutto.

Le dimensioni parallele immaginate da queste teorie sono considerate inaccessibili alla nostra esperienza quotidiana, in quanto i loro effetti sarebbero confinati a scale ultramicroscopiche. Eppure secondo molti scienziati una delle più importanti scoperte astrofisiche degli ultimi tempi potrebbe fornire nuovi strumenti per la ricerca di queste dimensioni nascoste: si tratta delle onde gravitazionali, rilevate per la prima volta nel 2015 come effetto del violentissimo scontro tra due buchi neri. C’è chi ha sostenuto che eventuali dimensioni nascoste nel nostro universo potrebbero avere effetto proprio sulle onde gravitazionali, creando delle onde aggiuntive ad alta frequenza.

Ora però un nuovo studio nega questa ipotesi, sostenendo invece che le onde gravitazionali non aggiungono altre dimensioni alla nostra conoscenza dell’universo: quanto meno, non letteralmente. La ricerca, coordinata dall’Università di Chicago e pubblicata su Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, ha utilizzato come ‘banco di prova’ le onde gravitazionali rilevate da Ligo il 17 agosto 2017, a seguito della straordinaria collisione tra un buco nero e una stella di neutroni.

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Distribuzione di probabilità posteriore per il numero di dimensioni spazio-temporali, D, utilizzando la distanza GW post-riore a GW170817 e la velocità misurata di Hubble alla sua galassia ospite, NGC 4993, assumendo le misure H0 di Planck Collaboration et al. (2016) (curva blu) e Riess et al. (2016) (curva verde).

Secondo i calcoli, la presenza di altre dimensioni nascoste avrebbe dovuto indebolire il segnale: “Su distanze così lunghe – spiega infatti Maya Fishbach, co-autrice dell’articolo – la gravità dovrebbe ‘cadere’ nelle dimensioni extra, se davvero esistono”. Ma non è stato questo il caso: il segnale misurato dagli interferometri non ha individuato alcun calo gravitazionale. Sembra quindi che per adesso dobbiamo tenerci le quattro dimensioni a noi familiari – tre nello spazio e una nel tempo – persino su scale di centinaia di milioni di anni luce.

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