Ett universum med 10 dimensioner

När någon nämner ”olika dimensioner” tenderar vi att tänka på saker som parallella universum – alternativa verkligheter som existerar parallellt med vår egen, men där saker och ting fungerar eller hände annorlunda. Men dimensionernas verklighet och hur de spelar en roll i ordningen av vårt universum är egentligen helt annorlunda än denna populära karaktärisering.

För att bryta ner det är dimensioner helt enkelt de olika facetterna av vad vi uppfattar som verklighet. Vi är omedelbart medvetna om de tre dimensioner som omger oss dagligen – de som definierar längden, bredden och djupet av alla objekt i våra universum (x-, y- respektive z-axeln).

Bortom dessa tre synliga dimensioner tror forskarna att det kan finnas många fler. Faktum är att den teoretiska ramen för supersträngteorin innebär att universum existerar i tio olika dimensioner. Det är dessa olika aspekter som styr universum, naturens grundläggande krafter och alla elementarpartiklar som finns i dem.

Den första dimensionen är, som redan nämnts, den som ger det längd (alias x-axeln). En bra beskrivning av ett endimensionellt objekt är en rak linje, som endast existerar i termer av längd och inte har några andra urskiljbara egenskaper. Lägg till en andra dimension, y-axeln (eller höjden), och du får ett objekt som blir en tvådimensionell form (som en kvadrat).

Den tredje dimensionen innebär djup (z-axeln) och ger alla objekt en känsla av yta och ett tvärsnitt. Det perfekta exemplet på detta är en kub, som existerar i tre dimensioner och har en längd, en bredd, ett djup och därmed en volym. Utöver dessa tre finns sju dimensioner som inte är omedelbart synliga för oss, men som ändå kan uppfattas ha en direkt effekt på universum och den verklighet vi känner till.

Vetenskapsmännen tror att den fjärde dimensionen är tiden, som styr egenskaperna hos all känd materia vid varje given punkt. Tillsammans med de tre andra dimensionerna är det viktigt att känna till ett objekts position i tiden för att kunna kartlägga dess position i universum. Det är i de andra dimensionerna som de djupare möjligheterna kommer in i bilden, och att förklara deras samspel med de andra dimensionerna är där det blir särskilt knepigt för fysikerna.

Enligt supersträngteorin är det i den femte och sjätte dimensionen som begreppet möjliga världar uppstår. Om vi kunde se vidare till den femte dimensionen skulle vi se en värld som skiljer sig något från vår egen och som skulle ge oss ett sätt att mäta likheter och skillnader mellan vår värld och andra möjliga världar.

I den sjätte dimensionen skulle vi se ett plan av möjliga världar, där vi skulle kunna jämföra och placera alla möjliga universum som startar med samma utgångsförhållanden som det här (dvs. Big Bang). I teorin skulle man, om man behärskar den femte och sjätte dimensionen, kunna resa tillbaka i tiden eller gå till olika framtider.

I den sjunde dimensionen har man tillgång till de möjliga världar som börjar med olika startvillkor. Medan i den femte och sjätte dimensionen de initiala förhållandena var desamma och de efterföljande handlingarna var olika, är här allting annorlunda från tidens början. Den åttonde dimensionen ger oss återigen ett plan av sådana möjliga universumhistorier, som var och en börjar med olika startvillkor och förgrenar sig i oändlighet (därför kallas de oändligheter).

I den nionde dimensionen kan vi jämföra alla möjliga universumhistorier, som börjar med alla olika möjliga fysikaliska lagar och startvillkor. I den tionde och sista dimensionen kommer vi fram till den punkt där allt möjligt och tänkbart är täckt. Utöver detta kan ingenting föreställa sig av oss låga dödliga, vilket gör det till den naturliga begränsningen av vad vi kan föreställa oss i termer av dimensioner.

Existensen av dessa ytterligare sex dimensioner som vi inte kan uppfatta är nödvändig för strängteorin för att det ska finnas en konsistens i naturen. Det faktum att vi bara kan uppfatta fyra rumsdimensioner kan förklaras med en av två mekanismer: antingen är de extra dimensionerna komprimerade på en mycket liten skala, eller så lever vår värld kanske på en tredimensionell submanifold som motsvarar en brane, på vilken alla kända partiklar förutom gravitationen skulle vara begränsade (aka.

Om de extra dimensionerna kompakteras måste de extra sex dimensionerna vara i form av en Calabi-Yau-manifold (visas ovan). Även om de är omärkliga för våra sinnen skulle de ha styrt universums bildning från allra första början. Därför tror forskarna att om de tittar tillbaka i tiden och använder teleskop för att upptäcka ljus från det tidiga universum (dvs. för miljarder år sedan), kan de kanske se hur existensen av dessa extra dimensioner kan ha påverkat kosmos utveckling.

I likhet med andra kandidater till en stor enande teori – även kallad Theory of Everything (TOE) – är tron på att universum består av tio dimensioner (eller fler, beroende på vilken modell av strängteorin man använder) ett försök att förena partikelfysikens standardmodell med förekomsten av gravitation. Kort sagt är det ett försök att förklara hur alla kända krafter i vårt universum interagerar och hur andra möjliga universum i sig kan fungera.

För ytterligare information finns här en artikel på Universe Today om parallella universum och en annan om ett parallellt universum som forskarna trodde sig ha funnit men som i själva verket inte existerar.

Det finns också en del andra bra resurser på nätet. Det finns en fantastisk video som förklarar de tio dimensionerna i detalj. Du kan också titta på PBS webbplats för tv-programmet Elegant universum. Den har en bra sida om de tio dimensionerna.

Du kan också lyssna på Astronomy Cast. Du kanske finner avsnitt 137 The Large Scale Structure of the Universe ganska intressant.