Când cineva menționează „dimensiuni diferite”, avem tendința de a ne gândi la lucruri precum universurile paralele – realități alternative care există în paralel cu a noastră, dar în care lucrurile funcționează sau s-au întâmplat diferit. Cu toate acestea, realitatea dimensiunilor și modul în care acestea joacă un rol în ordonarea Universului nostru este într-adevăr foarte diferită de această caracterizare populară.
Pentru a o descompune, dimensiunile sunt pur și simplu diferitele fațete ale ceea ce noi percepem ca fiind realitatea. Suntem imediat conștienți de cele trei dimensiuni care ne înconjoară zilnic – cele care definesc lungimea, lățimea și adâncimea tuturor obiectelor din universul nostru (axele x, y și, respectiv, z).
Dincolo de aceste trei dimensiuni vizibile, oamenii de știință cred că ar putea exista mult mai multe. De fapt, cadrul teoretic al Teoriei Superstringilor postulează că universul există în zece dimensiuni diferite. Aceste aspecte diferite sunt cele care guvernează universul, forțele fundamentale ale naturii și toate particulele elementare conținute în el.
Prima dimensiune, așa cum am menționat deja, este cea care îi conferă lungime (aka. axa x). O bună descriere a unui obiect unidimensional este o linie dreaptă, care există doar în termeni de lungime și nu are alte calități perceptibile. Adăugați la aceasta o a doua dimensiune, axa y (sau înălțimea), și veți obține un obiect care devine o formă bidimensională (cum ar fi un pătrat).
Cea de-a treia dimensiune implică adâncimea (axa z) și dă tuturor obiectelor un sentiment de suprafață și o secțiune transversală. Exemplul perfect în acest sens este cubul, care există în trei dimensiuni și are o lungime, o lățime, o adâncime și, prin urmare, un volum. Dincolo de aceste trei dimensiuni se află cele șapte dimensiuni care nu sunt imediat vizibile pentru noi, dar care pot fi totuși percepute ca având un efect direct asupra universului și a realității așa cum o cunoaștem.
Științii cred că cea de-a patra dimensiune este timpul, care guvernează proprietățile întregii materii cunoscute în orice punct dat. Împreună cu celelalte trei dimensiuni, cunoașterea poziției unui obiect în timp este esențială pentru a trasa poziția sa în univers. Celelalte dimensiuni sunt cele în care intră în joc posibilitățile mai profunde, iar explicarea interacțiunii lor cu celelalte dimensiuni este punctul în care lucrurile devin deosebit de complicate pentru fizicieni.
Potrivit Teoriei Superstringurilor, a cincea și a șasea dimensiune sunt cele în care apare noțiunea de lumi posibile. Dacă am putea vedea mai departe, până la a cincea dimensiune, am vedea o lume ușor diferită de a noastră, care ne-ar oferi un mijloc de a măsura asemănarea și diferențele dintre lumea noastră și alte lumi posibile.
În cea de-a șasea, am vedea un plan al lumilor posibile, unde am putea compara și poziționa toate universurile posibile care încep cu aceleași condiții inițiale ca și acesta (adică Big Bang-ul). În teorie, dacă ați putea stăpâni a cincea și a șasea dimensiune, ați putea călători înapoi în timp sau ați putea merge în diferite viitoare.
În a șaptea dimensiune, aveți acces la lumile posibile care încep cu condiții inițiale diferite. În timp ce în a cincea și a șasea, condițiile inițiale erau aceleași și acțiunile ulterioare erau diferite, aici, totul este diferit încă de la începutul timpului. A opta dimensiune ne oferă din nou un plan al unor astfel de istorii de universuri posibile, fiecare dintre ele începând cu condiții inițiale diferite și ramificându-se la infinit (de aceea se numesc infinități).
În a noua dimensiune, putem compara toate istoriile de universuri posibile, pornind de la toate legile fizicii și condițiile inițiale posibile diferite. În cea de-a zecea și ultima dimensiune, ajungem în punctul în care este acoperit tot ceea ce este posibil și imaginabil. Dincolo de aceasta, nimic nu poate fi imaginat de noi, umilii muritori, ceea ce face ca aceasta să fie limita naturală a ceea ce putem concepe în termeni de dimensiuni.
Existența acestor șase dimensiuni suplimentare pe care noi nu le putem percepe este necesară pentru Teoria corzilor pentru ca să existe o coerență în natură. Faptul că putem percepe doar patru dimensiuni ale spațiului poate fi explicat printr-unul din două mecanisme: fie dimensiunile suplimentare sunt compactate la o scară foarte mică, fie lumea noastră poate trăi pe un submanifold tridimensional corespunzător unei brane, pe care toate particulele cunoscute, în afară de gravitație, ar fi limitate (aka. teoria branelor).
Dacă dimensiunile suplimentare sunt compactificate, atunci cele șase dimensiuni suplimentare trebuie să fie sub forma unui manifold Calabi-Yau (prezentat mai sus). Deși imperceptibile în ceea ce privește simțurile noastre, ele ar fi guvernat formarea universului încă de la început. De aceea, oamenii de știință cred că, aruncând o privire înapoi în timp, folosind telescoape pentru a repera lumina din universul timpuriu (adică de acum miliarde de ani), ar putea fi capabili să vadă cum existența acestor dimensiuni suplimentare ar fi putut influența evoluția cosmosului.
La fel ca și alți candidați pentru o mare teorie unificatoare – cunoscută și ca Teoria Tuturor Lucrurilor (TOE) – credința că universul este alcătuit din zece dimensiuni (sau mai multe, în funcție de modelul de teorie a corzilor pe care îl folosiți) este o încercare de a reconcilia modelul standard al fizicii particulelor cu existența gravitației. Pe scurt, este o încercare de a explica modul în care interacționează toate forțele cunoscute din universul nostru și cum ar putea funcționa și alte universuri posibile.
Pentru informații suplimentare, iată un articol de pe Universe Today despre universurile paralele și un altul despre un univers paralel pe care oamenii de știință au crezut că l-au găsit și care, de fapt, nu există.
Există, de asemenea, și alte câteva resurse excelente online. Există un videoclip grozav care explică în detaliu cele zece dimensiuni. Puteți, de asemenea, să vă uitați pe site-ul PBS pentru emisiunea TV Elegant universe. Are o pagină grozavă despre cele zece dimensiuni.
De asemenea, puteți asculta Astronomy Cast. S-ar putea găsi episodul 137 The Large Scale Structure of the Universe destul de interesant.
Explorați mai departe
O nouă lucrare dă crezare teoriei că universul este o hologramă