คำเตือนระดับสีแดง: นักวิทยาศาสตร์กำลังลดขนาดของสมองBRANE-SHRINKER ภาพประกอบนี้แสดงให้เห็นหลุมดำมวลดาวที่กินดาวฤกษ์ในกระจุกดาวทรงกลมที่มีอายุเก่าแก่ในกาแลคซี NGC 4472 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 50 ล้านปีแสง การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าการมีอยู่ของหลุมดำขนาดเล็กที่มีอายุมากนี้ทำให้ขีดจำกัดสูงสุดของความยาวของมิติพิเศษใด ๆ ที่เสนอโดยนักทฤษฎีสตริงและนักฟิสิกส์อนุภาคอยู่ที่ 3 ไมโครเมตร
เฟลิกซ์ มิราเบล, ESA, NASA
ทีมนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและนักดาราศาสตร์ได้คำนวณว่ามิติพิเศษใดๆ ที่ซ่อนอยู่นอกอวกาศสามมิติที่เราคุ้นเคย หรือโลกที่รู้จักกันในภาษาฟิสิกส์ว่า 3 สมอง จะต้องมีขนาดน้อยกว่า 3 ไมโครเมตร นักวิจัยตั้งฐานการค้นพบของพวกเขาจากการค้นพบหลุมดำที่เล็กที่สุดและเก่าแก่ที่สุดแห่งหนึ่งที่เคยพบ
ขีดจำกัดใหม่นี้น้อยกว่าครึ่งหนึ่งของขีดจำกัดก่อนหน้าเกี่ยวกับความยาวของมิติพิเศษ Oleg Gnedin จาก University of Michigan ใน Ann Arbor และเพื่อนร่วมงานของเขารายงานในการศึกษาที่โพสต์ออนไลน์เมื่อวันที่ 30 มิถุนายน ( http://arxiv.org/abs /0906.5351 ).
นักฟิสิกส์ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1920 ได้ตั้งสมมุติฐานถึงการมีอยู่ของมิติที่อยู่เหนืออวกาศทั้งสามและหนึ่งในเวลา มิติเพิ่มเติมอาจอธิบายได้ เช่น เหตุใดแรงนิวเคลียร์อย่างเข้มจึงแรงกว่าแรงโน้มถ่วงประมาณ 1,040 เท่า ถ้าแรงโน้มถ่วงกระจายหรือรั่วไหลออกไปตามมิติพิเศษ ตามที่ทฤษฎีสตริงบางฉบับแนะนำ มันก็จะอ่อนลงในปริภูมิสามมิติที่สังเกตได้
ในทฤษฎีสตริงพื้นฐาน ซึ่งอธิบายถึงอนุภาคของอะตอม
เป็นวงหรือเกลียวพลังงานเล็กๆ ที่สั่นสะเทือน ขนาดพิเศษนั้นเล็กเกินกว่าจะตรวจจับได้โดยตรงจากการทดลองใดๆ ที่เป็นไปได้ แต่ทฤษฎีสตริงบางเวอร์ชันเปิดโอกาสให้มิติที่ใหญ่ขึ้นสามารถตรวจพบได้โดยการวัดแรงโน้มถ่วงที่ระยะทางเล็กๆ หรือจากผลการทดลองอะตอมสแมชเชอร์หรือการสังเกตการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์(SN: 19/2/2000, หน้า 122) ) .
“การมีอยู่ของมิติพิเศษขนาดใหญ่ดูเหมือนเป็นแนวคิดที่น่าสนใจในฟิสิกส์เชิงทฤษฎี แต่จนถึงตอนนี้พวกมันยังไม่ได้เปิดเผยตัวเองในการทดลองใด ๆ เลย” Gnedin กล่าว
เข้าสู่การค้นหาหลุมดำเก่าขนาดเล็ก ตามกระบวนการที่เสนอครั้งแรกโดยสตีเฟน ฮอว์กิง นักจักรวาลวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในปี 1974 หลุมดำไม่ใช่สีดำอย่างแท้จริง และไม่ใช่สิ่งติดตั้งถาวรของเอกภพ แต่พวกมันจะระเหยโดยการแผ่พลังงานออกไปผ่านกระบวนการกลศาสตร์ควอนตัมที่เริ่มต้นเมื่อคู่ของอนุภาคมูลฐานและปฏิปักษ์ของพวกมัน เช่น อิเล็กตรอนและโพสิตรอน ปรากฏขึ้นใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ ซึ่งเป็นบริเวณที่อนุภาคยังคงถูกกักไว้ด้วยแรงโน้มถ่วงของหลุมดำ
ในกระบวนการนี้เรียกว่าการแผ่รังสีฮอว์กิง อนุภาคหนึ่งจะหายไปในขอบฟ้าในขณะที่ปฏิอนุภาคของมันจะหนีไปจนไม่มีที่สิ้นสุด โดยหลุมดำจะปล่อยอนุภาคที่สองออกมาอย่างมีประสิทธิภาพ หลุมดำจะหดตัวลงเมื่อมันแผ่รังสีออกมา การแผ่รังสีฮอว์คิงดำเนินไปอย่างรวดเร็วยิ่งขึ้นสำหรับหลุมดำมวลเล็ก ยิ่งกว่านั้น ในหนึ่งในแบบจำลอง braneworld ชั้นนำ มิติพิเศษช่วยเร่งอัตราการแผ่รังสีของหลุมดำและเร่งการดับลงอย่างมาก นักทฤษฎี Igor Klebanov แห่งมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันตั้งข้อสังเกต ยิ่งมิติพิเศษมีขนาดใหญ่เท่าใด หลุมดำก็ยิ่งระเหยเร็วขึ้นเท่านั้น
เมื่อ 2 ปีก่อน นักดาราศาสตร์รายงานหลักฐานหลุมดำมวลดาวฤกษ์ ซึ่งน่าจะหนักเพียง 10 เท่าของดวงอาทิตย์ ในกลุ่มดาวเก่าแก่ที่แน่นขนัดในกาแลคซี NGC 4472 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 50 ล้านปีแสง . นักวิจัยคาดการณ์ว่ากระจุกดาวและหลุมดำนั้นมีอายุอย่างน้อย 10 พันล้านปี
การมีอยู่จริงของหลุมดำขนาดเล็กที่มีอายุมากนี้บ่งชี้ว่ามิติพิเศษใด ๆ จะต้องมีความยาวไม่เกิน 3 ไมโครเมตร นักวิจัยคำนวณ
Gnedin ตั้งข้อสังเกตว่าการสังเกตการณ์หลุมดำทางดาราศาสตร์เช่นนี้สามารถให้ขีดจำกัดที่แข็งแกร่งกว่าการทดสอบในห้องปฏิบัติการในปัจจุบัน บางทีนักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ที่เก่งที่สุดสามารถทำได้คือการจำกัดขนาดของมิติพิเศษ เขากล่าว “นอกเหนือจากนั้น อาจเป็นไปไม่ได้เลยที่จะห้ามพวกเขา”
Klebanov พูดถึงผลการแข่งขันของทีม: “ผมคิดว่าเป็นไปได้มาก”
แต่ Paul Steinhardt จาก Princeton University เตือนและ Gnedin เห็นด้วยว่ารายละเอียดของขีดจำกัดใหม่นั้นขึ้นอยู่กับแบบจำลองสำหรับมิติพิเศษที่นักวิทยาศาสตร์ใช้
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> ยูฟ่าสล็อต
