 |
| ποτέ δεν ξέρεις... |
...το
προηγούμενο βράδυ διάβαζα....
πως κάποτε ο ο ιδρυτής των ΗΠΑ Benjamin Franklin, έγραψε πως δεν
υπάρχει τίποτα σίγουρο σε αυτόν τον κόσμο, εκτός από το θάνατο και τους φόρους...
ως
επιστήμονας ο Franklin θα μπορούσε να έχει προσθέσει και μία τρίτη αναπόδραστη
δύναμη: την βαρύτητα, το αόρατο χέρι που συγκρατεί τα πόδια μας στο έδαφος...
ή
μήπως όχι;
Η βαρύτητα είναι μια παγκόσμια δύναμη. Δεν είναι μόνο για να μας κρατάει όρθιους, κρατά σε τροχιά τη Γη γύρω από τον ήλιο, τον Ήλιο να ταλαντώνεται γύρω από το κέντρο του Γαλαξία, τον Γαλαξία μας να χορεύει γύρω από τους γείτονές του, και ούτω καθεξής, προς τα πάνω.
Είναι στην πραγματικότητα η πιο ασθενής από τις τέσσερις δυνάμεις της φύσης, αλλά δεδομένου ότι οι άλλες τρεις - ηλεκτρομαγνητική, ισχυρή και ασθενής πυρηνική δύναμη- απελευθερώνουν την πλήρη ισχύ τους μόνο σε ατομικές και πυρηνικές κλίμακες, η βαρύτητα διατηρεί την ισχύ της σε όλες τις γωνιές του Κόσμου.
Όπου και να βρεθούν δύο σώματα με μάζα, και ανεξάρτητα από το μέγεθός τους, θα αισθάνονται την βαρύτητα με τον ίδιο ακριβώς τρόπο.
Justin KhouryΉ μήπως όχι;
Ο Justin Khoury, στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, μαζί με τους Niayesh Afshordi και Ghazal Geshnizjani του Ινστιτούτου Θεωρητικής Φυσικής στο Waterloo του Οντάριο, δεν είναι και τόσο βέβαιοι γι αυτό.
Έχουν απαριθμήσει μια σειρά από κοσμολογικές παρατηρήσεις που δεν μπορούν εύκολα να εξηγηθούν με ένα νόμο της βαρύτητας ενιαίο για όλες τις αποστάσεις.
Κανένα από αυτά τα αποτελέσματα από μόνα τους, τονίζουν, δεν δείχνει κατ 'ανάγκη ότι κάτι δεν πάει καλά.
Αλλά περιέργως, όλες αυτές οι δυσκολίες εξαφανίζονται αν κάνετε μία υπόθεση, αν και αμφιλεγόμενη: ότι το πως λειτουργεί η βαρύτητα εξαρτάται από την κλίμακα μέσα στην οποία την κοιτάζετε.
Εάν είναι σωστή αυτή η άποψη τότε έχει μεγάλες συνέπειες.
Σύμφωνα με τη θεωρία, αυτή η μεταβλητή βαρύτητα θα μας δώσει την πρώτη αχτίδα για άλλες χωρικές διαστάσεις πέραν των γνωστών τριών - οι οποίες είναι απείρως μεγάλες, και που όμως παραμένουν πάντα κλειστές για μας.
Ο Khoury αναγνωρίζει ότι μοιάζει εκκεντρικός με αυτά που υποστηρίζει.
Αλλά όσο οι παρατηρησιακές ανωμαλίες δεν έχουν εξηγηθεί, υπάρχει η αίσθηση πως η ιδέα αυτή δεν θα πρέπει να απορριφθεί από χέρι.
"Η εργασία είναι αξιόπιστη, αν και κάπως αισιόδοξη", λέει ο David Spergel, ένας αστροφυσικός στο πανεπιστήμιο του Princeton.
Και περιέργως, η θεωρία αυτή κάνει προβλέψεις που μπορούμε να δοκιμάσουμε: έτσι, αν υπάρχουν κρυφές διαστάσεις μπροστά στη μύτη μας, θα πρέπει σύντομα να το αποδείξουμε.
Η βαρύτητα του Νεύτωνα και του Αϊνστάιν
Η βαρύτητα είναι μια γνωστή, αλλά ακόμη βαθιά μπερδεμένη δύναμη.
Η ιστορία της είναι συνδεδεμένη με δύο από τα μεγαλύτερα ονόματα στην φυσική, τον Ισαάκ Νεύτωνα και τον Αλβέρτο Αϊνστάιν.
Το 1687, ο Νεύτωνας δημοσίευσε τον νόμο της παγκόσμιας έλξης, που δηλώνει ότι δύο αντικείμενα αισθάνονται μια ελκτική δύναμη που αυξάνεται με την μάζα και μειώνεται με το τετράγωνο της απόστασης τους. της μορφής 1/r2.
Σε αυτή την απλή σχέση ενσωματώνεται η κίνηση των πλανητών, η κίνηση μιας οβίδας και η πτώση ενός μήλου - όλα σε ένα συνοπτικό τύπο.
Ωστόσο, ο Νεύτωνας δυσκολεύτηκε πολύ για να εξηγήσει τη φύση μιας δύναμης που φαίνεται να μεταφέρεται ακαριαία, και με αλάνθαστη ακρίβεια, στον κενό χώρο.
Έπρεπε να φτάσει το 1915, ώσπου ο Αϊνστάιν να διατυπώσει τη Γενική Θεωρίας της Σχετικότητας, για να βρεθεί μια πειστική απάντηση.
Σύμφωνα με την Γενική Σχετικότητα, το βάρος οφείλεται στο γεγονός ότι τα αντικείμενα με μάζα ή ενέργεια στρεβλώνουν τον χωρόχρονο γύρω τους, αναγκάζοντας άλλα αντικείμενα να πέφτουν πάνω τους.
Δουλεύοντας με τα μαθηματικά της νέας θεωρίας, έγινε σαφές ότι η ο παγκόσμιος νόμος του αντιστρόφου του τετραγώνου του Νεύτωνα χρειαζόταν ρύθμιση όταν ασχολείται με ιδιαίτερα μεγάλες μάζες ή σώματα που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα.
Με αυτές τις τροποποιήσεις, μπορούμε να προβλέψουμε τις επιπτώσεις της βαρύτητας από την πιο μικρή κλίμακα μέχρι την κλίμακα του ηλιακού συστήματος με εκπληκτική ακρίβεια.
Έτσι αν η πιο πάνω θεωρία δεν ράγισε, γιατί να προσπαθούμε να την διορθώσουμε;
Το πρόβλημα είναι ότι η γενική σχετικότητα είναι ασυμβίβαστη με τις τελευταίες κβαντικές θεωρίες που περιγράφουν τη φύση των τριών άλλων δυνάμεων. Αυτές οι θεωρίες λένε ότι οι δυνάμεις μεταδίδονται μέσω μιας συνεχής ανταλλαγής σωματιδίων. Αναλόγως λοιπόν, και η βαρύτητα θα πρέπει να διαβιβάζεται από σώμα σε σώμα με ένα σωματίδιο γνωστό ως βαρυτόνιο.
Η Γενική Σχετικότητα, δεν επιτρέπει μια τέτοια δυνατότητα, και έτσι οι φυσικοί επιδιώκουν ένα μεγάλο θεωρητικό πλαίσιο που θα ενώσει τη βαρύτητα και την κβαντική θεωρία σε μια "θεωρία των πάντων".
Τα φωτόνια της Κοσμικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου
Και αν σας ενδιαφέρει να εξετάσουμε τις πολύ μεγάλες κοσμικές κλίμακες, δεν υπάρχει έλλειψη ενδείξεων ότι κάτι δεν πάει καλά με τη βαρύτητα εκεί πέρα.
Πάρτε την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, για παράδειγμα.
Αυτή αποτελείται από φωτόνια που έχουν επιταχυνθεί προς εμάς από όλες τις πλευρές, από την εποχή της Μεγάλης Έκρηξης πριν 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια.
Στον δρόμο τους, αυτά τα φωτόνια περνούν από μεγάλες ομάδες γαλαξιών, κερδίζοντας ενέργεια καθώς διέρχονται από αυτά τα σμήνη και την χάνουν πάλι, καθώς βγαίνουν από το άλλο άκρο.
Τα δύο αυτά αποτελέσματα θα πρέπει να εξουδετερώνονται.
Ή τουλάχιστον αυτό θα είχε γίνει μέχρι να εμφανιστεί η σκοτεινή ενέργεια μερικά δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Αυτός ο τύπος της απωστικής βαρύτητας είναι η καλύτερη εξήγηση που έχουμε για τον λόγο που η διαστολή του σύμπαντος φαίνεται να επιταχύνεται κατά τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια.
Ένα από τα αποτελέσματά της σκοτεινής ενέργειας είναι να μειώσει τη βαρυτική έλξη ενός γαλαξία στον χρόνο που θέλει ένα φωτόνιο να περάσει μέσα από αυτό, γι αυτό το φωτόνιο εξέρχεται χωρίς να χάσει το σύνολο της ενέργειας που απέκτησε κατά την διαδρομή του μέσα στο σμήνος.
Αυτό σημαίνει ότι κάποια φωτόνια που φθάνουν σε μας θα πρέπει να είναι απροσδόκητα καυτά (μεγαλύτερης ενέργειας).
Αλλά αν αυτό είναι αλήθεια, τότε υπάρχει και ένα μικρό πρόβλημα: το ενεργειακό τους κέρδος είναι δύο φορές μεγαλύτερο από αυτό που μπορεί να εξηγήσει από μόνη της η χρησιμοποίηση της σκοτεινής ενέργειας.
Μια θεωρία που ταιριάζει με όλα
Μια ασθενέστερη βαρύτητα σε αυτές τις πολύ απομακρυσμένες αποστάσεις και εποχές, όταν η σκοτεινή ενέργεια ξεκίνησε τη δράση της, θα είχε πιο εύκολα κυριευθεί από την σκοτεινή ενέργεια.
"Το φαινόμενο θα δουλέψει σε στενή επαφή με την σκοτεινή ενέργεια για να επιβραδύνει την συνάθροιση της ύλης", λέει ο Khoury.
Τα φωτόνια που θα διέρχονταν μέσα από τους γαλαξίες θα ήταν σχετικά ακόμα θερμότερα, κι έτσι η ασυμφωνία θα έπαυε να υπάρχει.
Τελευταία, υπάρχει και το μυστήριο της "σκοτεινής ροής", που προέκυψε από τις έρευνες χιλιάδων μακρινών γαλαξιών.
Η γενική διαστολή του σύμπαντος σημαίνει ότι οι περισσότεροι από αυτούς τους γαλαξίες ταξιδεύουν μακριά από εμάς.
Αλλά όταν λαμβάνεται υπόψη το αποτέλεσμα αυτό, οι ταχύτητες τους θα πρέπει να καθορίζονται από τις συνθήκες της τοπική βαρύτητας και σε ένα αρκετά μεγάλο όγκο του χώρου θα πρέπει να ακυρώνεται.
Δυστυχώς, τα πράγματα δεν είναι έτσι.
Σε μια κλίμακα μεσαίας τάξης λίγων εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών φωτός, οι γαλαξίες φαίνονται σαν να ρέουν προς μια γιγάντια κεντρική συγκέντρωση μάζας - μια τόσο μεγάλη συγκέντρωση που δεν θα είναι δυνατό να έχει συγκεντρωθεί από τη Μεγάλη Έκρηξη.
Έχει προταθεί ως μια πρώτη γεύση του τι βρίσκεται πέρα από τον ορίζοντα του ορατού σύμπαντος, αλλά αν η βαρύτητα είναι ισχυρότερη σε αυτές τις κλίμακες τότε η ανάγκη για τέτοιες εξωτικές εξηγήσεις εξαφανίζεται.
"Όχι μόνο η ισχυρότερη βαρύτητα θα συσσώρευε την ύλη πιο γρήγορα, αλλά οι γαλαξίες θα κινούνταν προς την κατεύθυνση μιας θέσης με ενισχυμένη συγκέντρωση ύλης γρηγορότερα", υποστηρίζει ο Khoury.
Τέλος, υπάρχει και το σύνολο των γραμμών απορρόφησης που προέρχονται από τη γραμμή άλφα Lyman του ουδέτερου υδρογόνου, που την βρίσκουμε στα μακρινά κβάζαρ και γαλαξίες. Αυτές οι γραμμές απορρόφησης έχουν σαν αιτία την απορρόφηση που υφίσταται το φως των κβάζαρ όταν ταξιδεύει μέσα από το διαγαλαξιακό μοριακό υδρογόνο (η πρωταρχική ουσία των γαλαξιών).
Τα μόρια αυτά απορροφούν το φως σε μήκος κύματος 122 νανόμετρα, δημιουργώντας έτσι μια ξεχωριστή 'βουτιά' στο φάσμα του φωτός, που είναι γνωστή ως η γραμμή άλφα Lyman.
Αυτό θα συμβαίνει όμως αν είναι σταθερά τα νέφη, αλλά στην πραγματικότητα όλα τα νέφη κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες προς ή από εμάς, λόγω της μεταβαλλόμενης διαστολής του σύμπαντος με το χρόνο.
Αυτά λοιπόν τα νέφη θα απορροφούν το φως σε διαφορετικά μήκη κύματος, λόγω του φαινομένου Doppler, και το φως που φθάνει στη Γη από απομακρυσμένες πηγές θα έχει πολλές πληροφορίες που θα έχουν ληφθεί από αυτά.
Από αυτό το δάσος των φασματικών γραμμών οι αστρονόμοι μπορεί να συμπεράνουν για την κατανομή των νεφών του υδρογόνου στο διάστημα.
Σαν τους γαλαξίες της σκοτεινής ροής, αυτά τα νέφη φαίνονται να είναι πιο συγκεντρωμένα μαζί (σαν συσσωματώματα) σε μεσαίες κλίμακες, από ότι η καθιερωμένη κοσμολογία μπορεί να εξηγήσει.
Και πάλι αυτό συμβαίνει ως εάν η βαρύτητα κάποτε ήταν πιο ισχυρή δύναμη για να τα συγκεντρώνει μαζί.
Αλλά περιμένετε μια στιγμή.
Τα φωτόνια του Κοσμικού Υποβάθρου Μικροκυμάτων δείχνουν ασθενέστερη βαρύτητα στη μια κλίμακα.
Η σκοτεινή ροή και το φάσμα απορρόφησης άλφα Lyman συνεπάγεται ισχυρότερη βαρύτητα σε μια άλλη κλίμακα.
Σίγουρα μια θεωρία δεν μπορεί να εξηγήσει και τα δύο.
Είναι αξιοσημείωτο, ότι αυτό ακριβώς ισχυρίζονται ο Khoury και οι συνάδελφοί του.
Αριστερά: Τα άκρα των ανοικτών χορδών - των οποίων οι ταλαντώσεις παράγουν τα γνωστά σωματίδια είναι πακτωμένα στη βράνη του δικού μας χωροχρόνου.
Η άλλη άκρη είναι κλειστή (πάνω στη βαρυτική βράνη) όπου συγκεντρώνονται τα βαρυτόνια. Πέρα από την βράνη του δικού μας χωροχρόνου είναι ένας χώρος 4 χωρικών διαστάσεων συν τον χρόνο, άρα ένας πενταδιάστατος υπερχώρος - που ονομάζεται bulk - που περιέχει και τον δικό μας.
Η 4η διάσταση του υπερχώρου bulk είναι πάρα πολύ μεγάλη, σε αντίθεση με τις άλλες 6 διαστάσεις που είναι πάρα πολύ μικρές (καμπυλωμένες)
Το πλαίσιο της εργασίας τους εξαρτάται από τη θεωρία βρανών, μια συγγενική της θεωρίας χορδών - την καλύτερη άποψη ως σήμερα για μια θεωρία των πάντων.
Η θεωρία χορδών αντιμετωπίζει τα σωματίδια που απαρτίζουν την ύλη και διαδίδουν τις δυνάμεις ως μικροσκοπικές μονοδιάστατες χορδές της υλο-ενέργειας που δονούνται σε ένα υπερχώρο 10 διαστάσεων, που είναι γνωστός ως bulk, και είναι ο υπερχώρος που περιέχει και τον δικό μας των 4 διαστάσεων.
Η θεωρία των βρανών πηγαίνει ακόμη πιο πέρα, μας περιγράφει το δικό μας σύμπαν, ως μία βράνη 3 διαστάσεων, ένα αντικείμενο με τρεις διαστάσεις του χώρου και μία του χρόνου που περιφέρεται στον υπερχώρο.
Σε αυτό το σενάριο, οι δονούμενες χορδές - σωματίδια είναι πακτωμένες σταθερά στην δική μας βράνη.
Όλες οι χορδές είναι πακτωμένες εκτός από τα βαρυτόνια, τα βαρυτόνια που είναι παλλόμενοι βρόχοι από χορδές χωρίς κανένα ελεύθερο άκρο (γιατί είναι κλειστές χορδές) ώστε να μπορούν να κολλήσουν στη βράνη μας - γι αυτό τα βαρυτόνια μπορούν να διαρρεύσουν στον υπερχώρο (bulk).
Αυτή η διαρροή στον υπερχώρο των 10 διαστάσεων εξηγεί γιατί η βαρύτητα είναι εγγενώς τόσο ασθενέστερη από τις άλλες θεμελιώδεις δυνάμεις.
Άπειρη διάσταση
Θα μπορούσε, επίσης, να ληφθεί υπόψη για τη σχετικά ασθενέστερη βαρύτητα αυτά που έχουν βιώσει τα φωτόνια της Μικροκυματικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου.
Το πλαίσιο είναι ένα σύνολο θεωριών από κόσμους-βράνες γνωστών ως μοντέλα Dvali-Gabadadze-Porrati (DGP), από το όνομα των τριών θεωρητικών στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης, που τα πρότειναν το 2000.
Αυτά τα μοντέλα προτείνουν την ύπαρξη μιας τουλάχιστον διάστασης έξω από την βράνη μας που να είναι άπειρη σε μέγεθος.
Με μια τέτοια επιπλέον διάσταση, η βαρύτητα δεν θα κλιμακώνεται ανάλογα με το r-2, αλλά ανάλογα με r-3 - έτσι ώστε αν δύο αντικείμενα διπλασιάσουν την απόσταση τους τότε η αμοιβαία βαρύτητα τους δεν εξασθενεί κατά τέσσερις φορές, αλλά κατά οκτώ φορές.
Με δύο επιπλέον διαστάσεις, η μείωση είναι r-4, με τρεις διαστάσεις r-5 και ούτω καθεξής.
Οι υπολογισμοί του Khoury λοιπόν δείχνουν πώς ένα μοντέλο σαν το Dvali-Gabadadze-Porrati (DGP) με δύο ή περισσότερες επιπλέον διαστάσεις θα είναι το εισιτήριο μόνο για την αναπαραγωγή των βαρυτικών ιδιοτήτων του σύμπαντος, όπως το βλέπουμε.
Υπάρχει μια προφανής ερώτηση: πώς γίνεται να μην αντιλαμβανόμαστε αυτές τις επιπλέον διαστάσεις;
Αν υπάρχουν περισσότερες από τρεις διαστάσεις του χώρου, γιατί οι αισθήσεις μας επιμένουν στον περιορισμό σε τρεις;
Οι στάνταρτ θεωρίες των χορδών στέκουν αμήχανες υποθέτοντας ότι οι επιπλέον διαστάσεις περιτυλίγονται σε κλίμακες πάρα πολύ μικρότερες από ένα άτομο, και έτσι εμείς απλά δεν τις παρατηρούμε.
Τα μοντέλα των βρανών είναι στην εξήγηση τους πιο θρασύτατα.
Εσύ κι εγώ δεν βλέπουμε το απειροελάχιστο μέγεθος των επιπλέον διαστάσεων, λένε, γιατί είμαστε φτιαγμένοι από απλά σωματίδια της ύλης που είναι σταθερά καρφωμένα στην βράνη του δικού μας σύμπαντος.
Αν θέλουμε να δούμε τις επιπλέον διαστάσεις η μόνη μας ελπίδα είναι να ανακατασκευάσουμε τους εαυτούς μας από βαρυτόνια - το μόνο πραγματικά ελεύθερο σωματίδιο.
Υπάρχει ακόμα μια πιεστική αντίρρηση σε όλα αυτά.
Εάν αυτές οι επιπλέον διαστάσεις πραγματικά υπάρχουν, γιατί εμείς βιώνουμε την βαρύτητα όπως εμείς την βλέπουμε, όπως μας λένε οι νόμοι;
Και πάλι, η θεωρία τους μας δίνει μια απάντηση.
Μια μάζα που κάθεται στην δική μας βράνη - ενσωματωμένη στο δικό μας σύμπαν - ακτινοβολεί βαρυτόνια προς όλες τις κατευθύνσεις, τόσο κατά μήκος της βράνης όσο και στον υπερχώρο (bulk).
Αλλά η βράνη είναι ένα άκαμπτο μέσο, έτσι αυτά διαδίδονται πολύ πιο εύκολα κατά μήκος αυτής της βράνης από ό,τι μακριά από αυτήν.
Αν είστε λοιπόν κάπου κοντά σε ένα τεράστιο αντικείμενο - όπως είμαστε στο ηλιακό μας σύστημα - την βαρύτητα τη νιώθετε ότι θα είναι τεράστια και κυριαρχείται από την βράνη μας αντιστρόφως ανάλογη με r-2.
Όσο πιο μακριά είστε από την πηγή της βαρύτητας τόσο πιο πολύ η δύναμη μειώνεται.
Σε πολύ μεγάλες κοσμικές κλίμακες, όπου η μέση πυκνότητα της ύλης είναι πολύ μικρότερη από ό,τι στην δική μας γειτονιά, η εξασθένηση μέσω της διαρροής της βαρύτητας γίνεται αναλογικά πιο σημαντική, και η βαρύτητα που έμεινε στην βράνη μας αρχίζει να αποκλίνει αισθητά από το νόμο του αντιστρόφου του τετραγώνου.
Έτσι, το αποτέλεσμα των κρυμμένων διαστάσεων θα μπορούσε να εξηγήσει μια χαρά την ασθενέστερη βαρύτητα όπως μας δείχνουν τα φωτόνια της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου για τις μεγαλύτερες κλίμακες.
Τι γίνεται όμως με την ισχυρότερη βαρύτητα στις ενδιάμεσες κλίμακες όπως υποδεικνύεται από τη σκοτεινή ροή και τις γραμμές απορρόφησης άλφα Lyman;
Αυτό, λέει η θεωρία, οφείλεται στην περίεργη συμπεριφορά των βαρυτονίων μόλις διαρρεύσουν από τη βράνη μας στον υπερχώρο bulk.
Χωρίς να μπορούν να διαδίδονται στην άκαμπτη βράνη, τα βαρυτόνια θα επιβραδυνθούν, στην πραγματικότητα αποκτώντας μια μάζα.
Αφήνοντας τα βαρυτόνια την βράνη του Κόσμου μας
Αν υπάρχουν κρυμμένες διαστάσεις τότε τα βαρυτόνια μπορούν να διαρρέουν σε αυτές, τροποποιώντας την ισχύ της βαρυτικής δύναμης σε διαφορετικές κλίμακες
1. Κοντά σε πηγές μάζας όπως είναι το ηλιακό μας σύστημα, η βαρύτητα που μεταδίδεται μέσω της τρισδιάστατης βράνης κυριαρχεί. Το αποτέλεσμα είναι ο συμβατικός νόμος του αντιστρόφου του τετραγώνου του Νεύτωνα.
2. Σε ενδιάμεσες κλίμακες, η μάζα των βαρυτονίων που έχουν διαρρεύσει έξω από την βράνη του Κόσμου μας και αιωρούνται στον υψηλότερων διαστάσεων υπερχώρο, αυξάνει την ισχύ της βαρύτητας που αισθανόμαστε στην τρισδιάστατη βράνη μας.
3. Μόνο στις πολύ υψηλότερες κλίμακες των αποστάσεων, όπου ο νόμος της βαρύτητας του αντιστρόφου του τετραγώνου στην βράνη μας γίνεται πιο ασθενής. Οπότε το αποτέλεσμα της διαρροής των βαρυτονίων στον υπερχώρο φαίνεται σαν να μειώνεται πιο απότομα με την απόσταση.
Κάθε σωματίδιο με μάζα εξ ορισμού αισθάνεται την επίδραση της βαρύτητας.
Έτσι, τα εκτός βράνης γκραβιτόνια ξεκινάνε την βαρυτοποίηση (gravitating): σε μικρές κλίμακες κοντά στην πηγή της μάζας, όπου υπάρχουν πολλά από αυτά τα βαρυτόνια, περιορίζονται σε ένα μικρό χώρο, αποκλειστικά μεταξύ τους, αλλά καθώς απλώνονται κι άλλο στον υπερχώρο (που είναι ένας τεράστιος χώρος), έρχονται σε επαφή με ύλη πάνω στην βράνη.
Το αποτέλεσμα είναι μια ενίσχυση στις ενδιάμεσες κλίμακες της βαρύτητας πάνω στην βράνη μας στο αντίστροφο του τετραγώνου όπως προβλέπεται από το Νεύτωνα κατά σχεδόν το ένα τρίτο.
Στις πολύ μεγαλύτερες κοσμικές κλίμακες, ωστόσο, τα βαρυτόνια στον υπερχώρο (bulk) είναι αρκετά διάσπαρτα γι αυτό και η ισχυροποίηση ανατρέπεται από την πολύ μεγαλύτερη εξασθένηση που προκαλείται από την αρχική διαρροή.
Υπάρχει, λοιπόν, μια θεωρία που μπορεί να εξηγήσει και την ανώμαλη αδύναμη και την ανώμαλη ισχυρή βαρύτητα.
Μήπως πρόκειται να οριστικοποιήσει όλες τις εκκρεμότητες της τρέχουσας κοσμολογία;
Ίσως, λέει ο Jim Peebles του Princeton.
"Είναι ένα αναξιόπιστο συναρμολόγημα - κάτι που κανονικά δεν θα πρέπει να εργάζεται, αλλά το μπορεί λίγο μόνο.
Δεν θα πρέπει να αγνοούμε την ιδέα, αλλά δεν θα ποντάρουμε και τα λεφτά μας πάνω σε αυτή".
Η σημαντικότερη αντίρρηση είναι ότι καμιά από τις ανώμαλες επιπτώσεις που ο Khoury παρουσίασαν για να τις εξηγήσουν με τη δική τους ιδιαίτερη σημασία.
Με περισσότερα και καλύτερα δεδομένα, θα μπορούσαν να εξαφανιστούν από μόνες τους - ή και δεν θα μπορούσαν.
"Μια σειρά από μικρά κομμάτια από αποδεικτικά στοιχεία σε συνδυασμό, μπορεί να είναι μια ισχυρή ένδειξη για μια νέα φυσική, ίσως πολύ κοντά σε αυτό που αυτή η ομάδα περιγράφει", λέει ο Glenn Starkman του Πανεπιστημίου Case Western Reserve στο Κλήβελαντ του Οχάιο.
"Η πρόκληση που έχουμε τώρα είναι να βελτιώσουμε τις παρατηρήσεις", πιστεύει ο Khoury.
"Εάν οι ανωμαλίες δεν πάνε μακριά, θα είμαστε σε ασφαλέστερο έδαφος."
φαινόμενο βαρυτικής εστίασης
Μπορεί να υπάρχουν άλλες, πιο άμεσες δοκιμές.
Σύμφωνα με την Γενική Σχετικότητα, το φως και η ύλη αισθάνονται την βαρύτητα με τον ίδιο τρόπο: και τα δύο ακολουθούν τις ίδιες διαδρομές γύρω από αντικείμενα μεγάλης μάζας, που υπαγορεύεται από την καμπύλωση του χωροχρόνου.
Αλλά οποιαδήποτε καθαρή θεωρία της βαρύτητας, όπως αυτή του Khoury με τη μεταβλητή βαρύτητα επηρεάζει μόνο την ύλη.
Έτσι η απόδειξη της ύπαρξης των κρυφών διαστάσεων θα μπορούσε να είναι τόσο απλή όσο και η παρατήρηση της κάμψης - η βαρυτική εστίαση - του φωτός από μια μακρινή πηγή, καθώς αυτό περνά κοντά από ένα σμήνος γαλαξιών στον δρόμο του προς τη Γη, και έτσι να συμπεράνουμε για την μάζα του σμήνους.
Αν μπορούμε τότε να μετρήσουμε τη βαρυτική έλξη του σμήνους πάνω σε ένα δεύτερο σμήνος - για παράδειγμα, από το πόσο γρήγορα το πρώτο έλκει το δεύτερο σμήνος προς την κατεύθυνση αυτή - μπορούμε να έχουμε και μια δεύτερη, ανεξάρτητη εκτίμηση της μάζας.
Αν οι κρυμμένες διαστάσεις τροποποιούν τη βαρύτητα, οι δύο εκτιμήσεις θα είναι διαφορετικές από 20 έως 30 τοις εκατό, λέει ο Khoury.
Οι τρέχουσες μετρήσεις στο σμήνος των γαλαξιών δεν είναι αρκετά ακριβείς για να εντοπίσουμε επιπτώσεις αυτού του μεγέθους, αλλά η σημερινή γενιά των ερευνών θα πρέπει να εκδώσει μια οριστική απάντηση εντός των προσεχών 10 ετών.
Ακόμη και αν εμείς ελέγξουμε ότι υπάρχουν και άλλες διαστάσεις, θα είμαστε πολύ δρόμο μακριά από το να μπούμε μέσα τους.
Παρόλα αυτά, θα ήταν μια αποστομωτική ένδειξη για το πόσο ακόμη η ύλη από την οποία είμαστε φτιαγμένοι μας εξαπατά στην αντίληψη που έχουμε για το σύμπαν.
