بعدی- جهان پیرامون ما توسط چهار نیروی بنیادی شناخته شده اداره می شود. اما ناتوانی این نیروها در توجیه معماهای بزرگ مانند گرانش کوانتومی و ماده تاریک دانشمندان را به دنبال کشف یک نیروی مرموز و پنجم در اعماق کیهان سوق داده است.
برای چندین دهه، دانشمندان و فیلسوفان طبیعی به دنبال یافتن آن بوده اند پنجمین نیروی بنیادی در طبیعت نیروی فرضی است که می تواند جنبه های مرموز و حل نشده جهان ما را کنترل کند، از جمله “انرژی تاریک” و “ماده تاریک” توضیح دهید
این دو پدیده شگفت انگیز بیشتر جهان را تشکیل می دهند، اما نمی توان آنها را توسط هیچ یک از چهار نیروی اساسی شناخته شده فیزیک مدرن، یعنی گرانش، الکترومغناطیس، هسته قوی و هسته ضعیف توضیح داد و رمزگشایی کرد.
چرا گرانش کوانتومی کلید است؟
در حالی که شکار این نیروی شبحآلود و پنهان ادامه دارد، محققان به طور همزمان و ناامیدانه به دنبال یافتن یک نظریه بودهاند. گرانش کوانتومی نیز بوده اند
دلیل این اشتیاق زیاد این است که گرانش کوانتومی می تواند بزرگترین و دقیق ترین توصیف ما از جهان در مقیاس های بزرگ باشد (یعنی همان نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین) با فیزیک قلمرو زیراتمی (یعنی مکانیک کوانتومیاین دو نظریه در آغاز قرن بیستم متولد شدند و بارها و بارها در بوته آزمایش های تجربی سربلند بیرون آمده اند، اما تا به امروز سرسختانه از ادغام در یک نظریه واحد خودداری کرده اند.
اما اکنون یک پیشرفت علمی بزرگ رخ داده است. تحقیقات جدید دانشمندان به چارچوبی برای گرانش کوانتومی منجر شده است که سرنخ های ارزشمندی در مورد خواص احتمالی ارائه می دهد. نیروی پنجم طبیعت به ما می دهد
محدود کردن دایره جستجو برای نیروی پنجم
یافتههای این تیم بینالمللی نشان میدهد که تمام فرضیات قبلی در مورد نیروی پنجم با قوانین اساسی فیزیک ناسازگار است. این نیروی اسرارآمیز معمولاً به صورت انحراف بسیار کمی از خود نشان می دهد قانون گرانش نیوتن در فواصل بسیار کوتاه نشان می دهد. تحقیقات جدید دامنه جستجو برای یافتن این نیرو را محدود کرده است.
شکستن سد ذهنی؛ پیوند بین دنیای کوانتومی و دنیای واقعی
آلفیو بونانو، محقق موسسه ملی اخترفیزیک ایتالیا (INAF) می گوید: “یکی از چالش های اصلی ما غلبه بر یک مانع کاملاً مفهومی و ذهنی بود.” گرانش کوانتومی اغلب به عنوان یک موضوع بسیار انتزاعی در نظر گرفته می شود که اتصال به پدیده های قابل مشاهده در دنیای واقعی تقریبا غیرممکن به نظر می رسد.
او می افزاید: «گام اول در اینجا فنی نبود، بلکه ذهنی بود. جستجو برای پیوند مشخصی بین فیزیک مقیاس های بینهایت کوچک و پدیده هایی که پتانسیل دیده شدن در دنیای کلان را دارند مسیر ما را روشن کردند.
نظریه “ایمنی مجانبی” چیست؟
چارچوب گرانش کوانتومی که توسط این تیم بررسی شده است، “ایمنی مجانبی” این نظریه ثابت می کند که گرانش می تواند حتی در انرژی های بسیار بالا ثابت و پایدار بماند.
بونانو و همکارانش دریافتند که بر اساس این نظریه، دامنه و شدت پنجمین نیروی بنیادی نمی تواند ارزشی داشته باشد و به شدت محدود خواهد بود. این امر منجر به حذف بخش بزرگی از پارامترهای فرضی قبلی شد. این بدان معنی است که اندازه گیری های با دقت بالا از نیروی گرانش در آینده نزدیک می تواند مستقیماً این مدل ها را آزمایش کند.
رویکردی جدید در فیزیک مدرن؛ دوره جدیدی از آزمایشات نجومی
به طور معمول، فیزیکدانان ابتدا نیروهای جدید را فرضیه می کنند و سپس به دنبال راهی برای اثبات آنها می گردند. اما این تحقیق استراتژی متفاوتی را در پیش گرفت. آنها با رد برخی احتمالات راه را هموار کرده اند.
این تحقیق جدید فیزیک ذرات آن را در کوچکترین مقیاس های کوانتومی به مقیاس اجرام بزرگ آسمانی پیوند می دهد. بنابراین، نشانه های این نظریه را می توان با طیف وسیعی از آزمایش ها اندازه گیری کرد.
این تست ها شامل استفاده از تکنیک های پیشرفته مانند “تداخل سنجی اتمی”استفاده از حسگرهای کوانتومی در سراسر منظومه شمسی و اندازه گیری دقیق حرکت سیارات دور. دانشمندان امیدوارند این رویکرد نوآورانه اسرار تاریک جهان را یک بار برای همیشه باز کند.
