Физики нашли способ отыскать гравитоны

Ученые планируют использовать инфляцию ранней Вселенной, чтобы обнаружить гравитоны – гипотетические частицы, отвечающие за силу тяжести. Открытие гравитонов совершит переворот в современной физике, более того, появится путь для разработки способов управления гравитацией. Нет необходимости говорить, какое значение для человечества имел бы, например, антигравитационный привод, позволяющий выводить на орбиту огромные грузы.

Однако до фантастического покорения космоса на антиграве еще очень далеко. Пока что физики Лоуренс Краусс (Lawrence Krauss) и Фрэнк Вильчек (Frank Wilczek) из Университета штата Аризона и Австралийского национального университета предлагают обнаружить квантование гравитации путем измерения поляризации космического микроволнового фона. Таким образом можно будет не только обнаружить и изучить гравитоны, но и связать с гравитонами гравитационные волны, вызванные инфляцией (стремительным расширением) ранней Вселенной.

Современная физика в попытках обнаружить способ объединить квантовую механику и теорию гравитации зашла в тупик. Решение этой проблемы большинство ученых видят в обнаружении особых частиц – гравитонов, которые несут в себе «заряд гравитации». До сих пор эти частицы не обнаруживались, более того, многие ученые считают, что их не существует или же их найти невозможно.

Впрочем, сторонники теории гравитонов полагают, что до сих пор гравитоны не удалось обнаружить из-за того, что гравитация слаба по сравнению с другими силами взаимодействия такими, как например электромагнетизм. Чтобы обнаружить гравитоны, понадобится устройство настолько массивное, что оно под собственной массой превратится в черную дыру. Некоторые исследователи полагают, что по этой причине, мы никогда не сможем обнаружить гравитоны.

Лоуренс Краусс и Фрэнк Вильчек предлагают новый способ обнаружения гравитонов. Ученые полагают, что в ранней Вселенной, сразу после Большого Взрыва, инфляция создала гравитационные волны, следы которых остались в космическом микроволновом фоне. Эти следы представляют собой фотоны, размещенные в определенном порядке. Обнаружение данного фотонного рисунка означало бы, что гравитация распространяется с помощью частиц, то есть тех самых гравитонов. Как следствие, после доказательства существования гравитонов, ученые получат желанную универсальную теорию, в частности анализ наблюдений может стать связующим звеном между ранними гравитационными волнами и постоянной Планка, которая используется в квантовой механике.

С предложением Краусса и Вильчека есть ряд проблем. Прежде всего, сегодня попросту нет технологии для соответствующих измерений реликтового излучения, то есть обнаружить ранние гравитационные волны с помощью современных приборов невозможно, понадобится разработать новые. Кроме того, придется доказать, что любая поляризация космического микроволнового фона действительно связана с гравитационными волнами, а не с каким-либо другим явлением.

Как бы то ни было, двое ученых дали хоть какую-то надежду на обнаружение гравитонов, которые имеют огромное значение для дальнейшего развития физики. До сих пор вызывала сомнение сама возможность обнаружения гравитонов, но измерение поляризации космического микроволнового фона, оставшейся после инфляционных гравитационных волн ранней Вселенной, дает шанс их найти