Il Dipartimento di Fisica dell'Università dell'Indiana a Bloomington, Indiana, ha tenuto il secondo workshop IUCSS sulla violazione di Lorentz sugli aspetti gravitazionali come conferenza online dal 13 al 14 marzo 2023. Il secondo giorno del workshop coincide con il 144° compleanno di Albert Einstein.
Focalizzandosi sulle tecniche EFT e SME gravitazionale, il workshop si occupa principalmente di Lorentz perturbativo e teoria della rifrazione del diffeomorfismo in contesti gravitazionali. Oltre a rivedere e discutere argomenti rilevanti in questo intenso campo, esamineremo anche potenziali aree di ricerca. Brevi presentazioni trasmesse in diretta faranno parte del formato del workshop insieme al tempo di discussione.
Uno degli scienziati turchi, il professore associato Ali Övgün, ha preso posto nel workshop come presidente della sessione. Ha numerose pubblicazioni su questi argomenti. Il professore associato Ali Övgün continua i suoi studi e la sua vita accademica presso l'Università del Mediterraneo orientale.
Ora vorremmo trasmettervi alcune informazioni sull'argomento.
Gli scienziati hanno scoperto una nuova tecnica per testare la convinzione di lunga data che l'universo sia lo stesso in ogni modo. Questo è ciò che potremmo chiamare osservare l'ombra di un buco nero. Se l'ombra è leggermente più piccola di quanto previsto dalle attuali teorie fisiche, ciò potrebbe supportare la teoria della gravità del calabrone, che prevede cosa accadrebbe se la simmetria apparentemente perfetta dell'universo non fosse in realtà così perfetta.
Se i ricercatori riescono a trovare un buco nero con un'ombra così piccola, potrebbe portare a una teoria della gravità completamente nuova e potenzialmente anche far luce sul motivo per cui l'universo si sta espandendo così velocemente.
La simmetria è amata dai fisici perché ci permette di comprendere alcuni dei misteri più profondi dell'universo. Ad esempio, i fisici hanno scoperto che puoi cambiare la tua attrezzatura di prova anche se ottieni gli stessi risultati da un esperimento sulla fisica di base.
In altre parole, ovunque tu faccia l'esperimento nello spazio, il risultato dell'esperimento sarà lo stesso. Questo viene subito dopo la legge di conservazione della quantità di moto da un punto di vista matematico.
Un altro esempio: se esegui l'esperimento una volta, attendi un po' e poi ripeti, il risultato sarà lo stesso (di nuovo, tutte le cose sono uguali). La legge di conservazione dell'energia, che afferma che l'energia non può essere né creata né distrutta, è strettamente correlata a questa simmetria temporale.
Un'altra importante simmetria è alla base della fisica contemporanea. È nota come simmetria "di Lorentz", in onore del fisico Hendrik Lorentz, che scoprì tutto questo all'inizio del 1900. Si scopre che se inverti il tuo esperimento, otterresti comunque lo stesso risultato (a parità di tutto il resto). Se lo aumenti a una velocità costante, il risultato del tuo esperimento sarà sempre lo stesso.
In altre parole, a parità di altre condizioni, il risultato di un esperimento eseguito completamente fermo ea metà della velocità della luce sarà lo stesso.
I principi della fisica sono gli stessi indipendentemente dalla posizione, dal tempo, dall'orientamento e dalla velocità. Questa è la simmetria scoperta da Lorentz.
Cosa possiamo dedurre da questa simmetria fondamentale? In primo luogo, abbiamo la teoria completa della relatività ristretta di Einstein, che stabilisce una velocità costante della luce e spiega come gli oggetti che si muovono a velocità diverse sono legati allo spazio e al tempo.
Gravità della vespa
I principi della relatività ristretta sono così fondamentali per la fisica che possono quasi essere considerati una super teoria della fisica. Se vuoi sviluppare la tua teoria su come funziona il mondo, deve essere coerente con questi principi.
O non dovrebbe esserlo.
I fisici lavorano costantemente per sviluppare teorie fisiche nuove e migliorate, poiché teorie più vecchie come la relatività generale e il Modello standard della fisica delle particelle, che spiegano come la materia deforma lo spazio-tempo, non riescono a spiegare tutto nell'universo, compreso ciò che accade al centro di un buco nero. Verificare se concetti amati come la simmetria di Lorentz sono veri in casi estremi è un altro posto fruttuoso per cercare nuova fisica.
Secondo alcune teorie gravitazionali, l'universo potrebbe non essere perfettamente simmetrico. Secondo queste idee, il cosmo ha componenti aggiuntive che lo costringono a deviare di volta in volta dalla simmetria di Lorentz. In altre parole, l'universo può avere un orientamento unico o preferito.
Questi nuovissimi modelli spiegano una teoria nota come gravità delle vespe. Si pensa che il termine derivi dall'affermazione degli scienziati secondo cui ai bombi non dovrebbe essere permesso di volare perché non capiamo come le loro ali generino portanza. Sebbene questi modelli di gravità si distinguano come potenziali aspetti della nuova fisica, abbiamo una comprensione limitata di come funzionano e di come potrebbero essere coerenti con l'universo che possiamo osservare.
Forse uno degli usi più efficaci dei modelli di gravità dei bombi è quello di spiegare l'energia oscura, che è responsabile dell'espansione accelerata osservata dell'universo. Si scopre che un effetto che provoca un'espansione accelerata può essere collegato a quanto il nostro universo devia dalla simmetria di Lorentz. E poiché non sappiamo cosa crea l'energia oscura, questa ipotesi sembra piuttosto convincente.
Sagoma scura
Ora hai una nuova popolare teoria della gravità costruita su concetti rivoluzionari come la violazione della simmetria.
Come verificheresti questa teoria? Viaggiando verso un buco nero dove la gravità è massimizzata.
L'articolo dei ricercatori è stato pubblicato su Physical Revivew D 103, 044002 (2021). I ricercatori hanno studiato l'ombra di un buco nero in un universo immaginario che è stato costruito per essere il più realistico possibile.
Lavoro anche del Professore Associato Ali Övgün e Xiao-Mei Kuang Annals of Physics 447 (2022) 169147 “Strong gravitational lensing and shadow constraint in M87 of slow rotation Kerr-like black hole” (Strong gravitational lensing and shadow constraint from M87* of slow buco nero rotante simile a Kerr).
Inoltre, un altro studio di İbrahim Güllü e Ali Övgün è "Annals of Physics 436, 168721 (2022) buco nero simile a Schwarzschild con un difetto topologico nella gravità del calabrone".
(Ricordi la prima foto del buco nero M87 scattata dall'Event Horizon Telescope solo un anno fa? La regione che assorbe tutta la luce da intorno e dietro il buco nero era quel vuoto oscuro incredibilmente bello al centro dell'anello abbagliante).
Il team ha costruito un buco nero in accelerazione (proprio come lo vediamo noi) sullo sfondo di un universo in espansione e ha cambiato il grado di violazione della simmetria in modo che corrisponda al comportamento dell'energia oscura, che gli scienziati possono misurare, per rendere il modello il più realistico possibile.
Hanno scoperto che in questo scenario l'ombra di un buco nero potrebbe essere fino al 10% più piccola di quanto sarebbe in un mondo con "gravità normale", fornendo uno strumento chiaro per valutare la gravità delle vespe. Anche se l'immagine attuale del buco nero M87 è troppo sfocata per distinguerli, si stanno compiendo sforzi per catturare immagini migliori di più buchi neri, consentendo agli scienziati di indagare ulteriormente su alcuni dei più grandi enigmi dell'universo.
Fonte: Scienza dal vivo
Günceleme: 15/03/2023 15:57