Cuando alguien menciona «diferentes dimensiones», tendemos a pensar en cosas como universos paralelos – realidades alternativas que existen paralelas a la nuestra, pero donde las cosas funcionan o suceden de manera diferente. Sin embargo, la realidad de las dimensiones y el papel que desempeñan en el ordenamiento de nuestro Universo es realmente muy diferente a esta caracterización popular.
Para desglosarlo, las dimensiones son simplemente las diferentes facetas de lo que percibimos como realidad. Somos inmediatamente conscientes de las tres dimensiones que nos rodean a diario: las que definen la longitud, la anchura y la profundidad de todos los objetos de nuestros universos (los ejes x, y y z, respectivamente).
Más allá de estas tres dimensiones visibles, los científicos creen que puede haber muchas más. De hecho, el marco teórico de la teoría de las supercuerdas postula que el universo existe en diez dimensiones diferentes. Estos diferentes aspectos son los que gobiernan el universo, las fuerzas fundamentales de la naturaleza y todas las partículas elementales que contiene.
La primera dimensión, como ya se ha señalado, es la que le da longitud (también conocida como el eje x). Una buena descripción de un objeto unidimensional es una línea recta, que existe sólo en términos de longitud y no tiene otras cualidades discernibles. Si se le añade una segunda dimensión, el eje y (o altura), se obtiene un objeto que se convierte en una forma bidimensional (como un cuadrado).
La tercera dimensión implica la profundidad (el eje z), y da a todos los objetos un sentido de área y una sección transversal. El ejemplo perfecto es un cubo, que existe en tres dimensiones y tiene una longitud, una anchura, una profundidad y, por tanto, un volumen. Más allá de estas tres se encuentran las siete dimensiones que no son inmediatamente aparentes para nosotros, pero que aún pueden ser percibidas por tener un efecto directo sobre el universo y la realidad tal como la conocemos.
Los científicos creen que la cuarta dimensión es el tiempo, que gobierna las propiedades de toda la materia conocida en cualquier punto. Junto con las otras tres dimensiones, conocer la posición de un objeto en el tiempo es esencial para trazar su posición en el universo. En las otras dimensiones es donde entran en juego las posibilidades más profundas, y la explicación de su interacción con las otras es donde las cosas se ponen particularmente difíciles para los físicos.
Según la Teoría de las Supercuerdas, en la quinta y sexta dimensión es donde surge la noción de mundos posibles. Si pudiéramos ver hasta la quinta dimensión, veríamos un mundo ligeramente diferente al nuestro que nos daría un medio para medir la similitud y las diferencias entre nuestro mundo y otros posibles.
En la sexta, veríamos un plano de mundos posibles, donde podríamos comparar y posicionar todos los universos posibles que comienzan con las mismas condiciones iniciales que éste (es decir, el Big Bang). En teoría, si pudieras dominar la quinta y sexta dimensión, podrías viajar en el tiempo o ir a diferentes futuros.
En la séptima dimensión, tienes acceso a los mundos posibles que comienzan con diferentes condiciones iniciales. Mientras que en la quinta y en la sexta, las condiciones iniciales eran las mismas y las acciones posteriores eran diferentes, aquí, todo es diferente desde el principio del tiempo. La octava dimensión nos da de nuevo un plano de tales historias de universos posibles, cada una de las cuales comienza con diferentes condiciones iniciales y se ramifica infinitamente (de ahí que se llamen infinitos).
En la novena dimensión, podemos comparar todas las historias de universos posibles, comenzando con todas las diferentes leyes físicas y condiciones iniciales posibles. En la décima y última dimensión, llegamos al punto en el que todo lo posible e imaginable está cubierto. Más allá de esto, nada puede ser imaginado por nosotros, humildes mortales, lo que hace que sea la limitación natural de lo que podemos concebir en términos de dimensiones.
La existencia de estas seis dimensiones adicionales que no podemos percibir es necesaria para la Teoría de Cuerdas para que haya consistencia en la naturaleza. El hecho de que sólo podamos percibir cuatro dimensiones del espacio puede explicarse por uno de estos dos mecanismos: o bien las dimensiones adicionales están compactadas a una escala muy pequeña, o bien nuestro mundo puede vivir en una submanifolda tridimensional correspondiente a una brana, en la que estarían restringidas todas las partículas conocidas además de la gravedad (aka. teoría de las branas).
Si las dimensiones extra se compactan, entonces las seis dimensiones extra deben tener la forma de un colector de Calabi-Yau (mostrado arriba). Aunque imperceptibles para nuestros sentidos, habrían gobernado la formación del universo desde el principio. De ahí que los científicos crean que mirando hacia atrás en el tiempo, utilizando telescopios para detectar la luz del universo primitivo (es decir, hace miles de millones de años), podrían ver cómo la existencia de estas dimensiones adicionales podría haber influido en la evolución del cosmos.
Al igual que otros candidatos a una gran teoría unificadora -también conocida como la Teoría del Todo (TOE)-, la creencia de que el universo está formado por diez dimensiones (o más, según el modelo de teoría de cuerdas que se utilice) es un intento de reconciliar el modelo estándar de la física de partículas con la existencia de la gravedad. En resumen, es un intento de explicar cómo interactúan todas las fuerzas conocidas dentro de nuestro universo, y cómo podrían funcionar otros universos posibles.
Para obtener información adicional, aquí hay un artículo en Universe Today sobre los universos paralelos, y otro sobre un universo paralelo que los científicos creían haber encontrado y que en realidad no existe.
También hay otros grandes recursos en línea. Hay un gran vídeo que explica las diez dimensiones en detalle. También puede mirar el sitio web de PBS para el programa de televisión Elegant universe. Tiene una gran página sobre las diez dimensiones.
También puedes escuchar Astronomy Cast. Puede que el episodio 137 The Large Scale Structure of the Universe te resulte bastante interesante.
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