Όταν κάποιος αναφέρει «διαφορετικές διαστάσεις», έχουμε την τάση να σκεφτόμαστε πράγματα όπως παράλληλα σύμπαντα – εναλλακτικές πραγματικότητες που υπάρχουν παράλληλα με τη δική μας, αλλά όπου τα πράγματα λειτουργούν ή συνέβησαν διαφορετικά. Ωστόσο, η πραγματικότητα των διαστάσεων και το πώς παίζουν ρόλο στην τάξη του Σύμπαντος μας είναι πραγματικά πολύ διαφορετική από αυτόν τον δημοφιλή χαρακτηρισμό.
Για να το αναλύσουμε, οι διαστάσεις είναι απλώς οι διαφορετικές πτυχές αυτού που αντιλαμβανόμαστε ότι είναι πραγματικότητα. Γνωρίζουμε αμέσως τις τρεις διαστάσεις που μας περιβάλλουν σε καθημερινή βάση – αυτές που ορίζουν το μήκος, το πλάτος και το βάθος όλων των αντικειμένων στα σύμπαντά μας (οι άξονες x, y και z, αντίστοιχα).
Πέρα από αυτές τις τρεις ορατές διαστάσεις, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορεί να υπάρχουν πολλές περισσότερες. Στην πραγματικότητα, το θεωρητικό πλαίσιο της Θεωρίας των Υπερχορδών υποστηρίζει ότι το σύμπαν υπάρχει σε δέκα διαφορετικές διαστάσεις. Αυτές οι διαφορετικές όψεις είναι που διέπουν το σύμπαν, τις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης και όλα τα στοιχειώδη σωματίδια που περιέχονται μέσα.
οπρώτη διάσταση, όπως ήδη σημειώθηκε, είναι αυτό που του δίνει μήκος (γνωστός και ως ο άξονας x). Μια καλή περιγραφή ενός μονοδιάστατου αντικειμένου είναι μια ευθεία γραμμή, η οποία υπάρχει μόνο ως προς το μήκος και δεν έχει άλλες ευδιάκριτες ιδιότητες. Προσθέστε σε αυτό αδεύτερη διάσταση, τον άξονα y (ή το ύψος), και παίρνετε ένα αντικείμενο που γίνεται δισδιάστατο σχήμα (σαν τετράγωνο).
οτρίτη διάστασηπεριλαμβάνει βάθος (ο άξονας z) και δίνει σε όλα τα αντικείμενα την αίσθηση της περιοχής και μιας διατομής. Το τέλειο παράδειγμα αυτού είναι ένας κύβος, ο οποίος υπάρχει σε τρεις διαστάσεις και έχει μήκος, πλάτος, βάθος και ως εκ τούτου όγκο. Πέρα από αυτά τα τρία βρίσκονται οι επτά διαστάσεις που δεν είναι άμεσα εμφανείς σε εμάς, αλλά οι οποίες μπορούν ακόμα να θεωρηθούν ότι έχουν άμεση επίδραση στο σύμπαν και στην πραγματικότητα όπως το ξέρουμε.
Το χρονοδιάγραμμα του σύμπαντος, ξεκινώντας από το Big Bang. Σύμφωνα με τη Θεωρία Χορδών, αυτός είναι μόνο ένας από τους πολλούς πιθανούς κόσμους. Πίστωση: NASA
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ητέταρτη διάστασηείναι ο χρόνος, ο οποίος διέπει τις ιδιότητες όλης της γνωστής ύλης σε οποιοδήποτε δεδομένο σημείο. Μαζί με τις τρεις άλλες διαστάσεις, η γνώση μιας θέσης αντικειμένων στο χρόνο είναι απαραίτητη για να σχεδιάσουμε τη θέση τους στο σύμπαν. Οι άλλες διαστάσεις είναι εκεί όπου μπαίνουν στο παιχνίδι οι βαθύτερες πιθανότητες και η εξήγηση της αλληλεπίδρασής τους με τις άλλες είναι εκεί όπου τα πράγματα γίνονται ιδιαίτερα δύσκολα για τους φυσικούς.
Σύμφωνα με τη Θεωρία των Υπερχορδών, η πέμπτη και η έκτη διάσταση είναι εκεί όπου προκύπτει η έννοια των πιθανών κόσμων. Αν μπορούσαμε να δούμε μέχρι το τέλοςπέμπτη διάσταση, θα βλέπαμε έναν κόσμο ελαφρώς διαφορετικό από τον δικό μας που θα μας έδινε ένα μέσο μέτρησης της ομοιότητας και των διαφορών μεταξύ του κόσμου μας και άλλων πιθανών.
Στοέκτος, θα βλέπαμε ένα επίπεδο πιθανών κόσμων, όπου θα μπορούσαμε να συγκρίνουμε και να τοποθετήσουμε όλα τα πιθανά σύμπαντα που ξεκινούν με τις ίδιες αρχικές συνθήκες με αυτό (δηλαδή τη Μεγάλη Έκρηξη). Θεωρητικά, αν μπορούσατε να κυριαρχήσετε την πέμπτη και την έκτη διάσταση, θα μπορούσατε να ταξιδέψετε πίσω στο χρόνο ή να πάτε σε διαφορετικά μέλλοντα.
Στοέβδομη διάσταση, έχετε πρόσβαση στους πιθανούς κόσμους που ξεκινούν με διαφορετικές αρχικές συνθήκες. Ενώ στο πέμπτο και το έκτο, οι αρχικές συνθήκες ήταν οι ίδιες και οι επόμενες ενέργειες ήταν διαφορετικές, εδώ, όλα είναι διαφορετικά από την αρχή του χρόνου. οόγδοη διάστασηκαι πάλι μας δίνει ένα επίπεδο τέτοιων πιθανών ιστοριών σύμπαντος, καθεμία από τις οποίες ξεκινά με διαφορετικές αρχικές συνθήκες και διακλαδίζεται άπειρα (γι' αυτό και ονομάζονται άπειρες).
Στοένατη διάσταση, μπορούμε να συγκρίνουμε όλες τις πιθανές ιστορίες του σύμπαντος, ξεκινώντας από όλους τους διαφορετικούς πιθανούς νόμους της φυσικής και τις αρχικές συνθήκες. Στοδέκατη και τελευταία διάσταση, φτάνουμε στο σημείο που καλύπτεται ό,τι είναι δυνατό και μπορεί να φανταστεί κανείς. Πέρα από αυτό, τίποτα δεν μπορούμε να φανταστούμε εμείς οι ταπεινοί θνητοί, γεγονός που το καθιστά φυσικό περιορισμό αυτού που μπορούμε να συλλάβουμε ως προς τις διαστάσεις.
Η ύπαρξη επιπλέον διαστάσεων εξηγείται χρησιμοποιώντας την πολλαπλότητα Calabi-Yau, στην οποία κρύβονται όλες οι εγγενείς ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων. Credit: A Hanson.
Η ύπαρξη αυτών των επιπλέον έξι διαστάσεων που δεν μπορούμε να αντιληφθούμε είναι απαραίτητη για τη Θεωρία Χορδών προκειμένου να έχουν συνέπεια στη φύση τους. Το γεγονός ότι μπορούμε να αντιληφθούμε μόνο τέσσερις διαστάσεις του χώρου μπορεί να εξηγηθεί με έναν από τους δύο μηχανισμούς: είτε οι επιπλέον διαστάσεις συμπυκνώνονται σε πολύ μικρή κλίμακα, είτε ο κόσμος μας μπορεί να ζει σε μια τρισδιάστατη υποπολλαπλή που αντιστοιχεί σε μια βράνη, τα οποία όλα τα γνωστά σωματίδια εκτός από τη βαρύτητα θα ήταν περιορισμένα (γνωστή και ως θεωρία βράνης).
Εάν οι επιπλέον διαστάσεις συμπυκνωθούν, τότε οι επιπλέον έξι διαστάσεις πρέπει να έχουν τη μορφή πολλαπλής Calabi–Yau (που φαίνεται παραπάνω). Αν και είναι ανεπαίσθητες όσον αφορά τις αισθήσεις μας, θα διέπουν τον σχηματισμό του σύμπαντος από την αρχή. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι κοιτάζοντας πίσω στο χρόνο, χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια για να εντοπίσουν φως από το πρώιμο σύμπαν (δηλαδή δισεκατομμύρια χρόνια πριν), θα μπορούσαν να δουν πώς η ύπαρξη αυτών των πρόσθετων διαστάσεων θα μπορούσε να έχει επηρεάσει την εξέλιξη του σύμπαντος.
Όπως και άλλοι υποψήφιοι για μια μεγάλη ενοποιητική θεωρία – γνωστή και ως Θεωρία των Πάντων (TOE) – η πεποίθηση ότι το σύμπαν αποτελείται από δέκα διαστάσεις (ή περισσότερες, ανάλογα με το μοντέλο της θεωρίας χορδών που χρησιμοποιείτε) είναι μια προσπάθεια συμφιλίωσης τυπικό μοντέλο σωματιδιακής φυσικής με την ύπαρξη της βαρύτητας. Εν ολίγοις, είναι μια προσπάθεια να εξηγηθεί πώς αλληλεπιδρούν όλες οι γνωστές δυνάμεις μέσα στο σύμπαν μας και πώς θα μπορούσαν να λειτουργήσουν άλλα πιθανά σύμπαντα.
Για πρόσθετες πληροφορίες, ακολουθεί ένα άρθρο στο Universe Today σχετικά παράλληλα σύμπαντα , και ένας άλλος σε ένα παράλληλο σύμπαν οι επιστήμονες νόμιζαν ότι ανακάλυψαν ότι δεν υπάρχει στην πραγματικότητα.
Υπάρχουν επίσης μερικοί άλλοι σπουδαίοι πόροι στο διαδίκτυο. Υπάρχει ένα τέλειο βίντεο αυτό εξηγεί λεπτομερώς τις δέκα διαστάσεις. Μπορείτε επίσης να δείτε τον ιστότοπο του PBS για το Τηλεοπτική εκπομπή Κομψό σύμπαν . Έχει μια υπέροχη σελίδα στις δέκα διαστάσεις.
Μπορείτε επίσης να ακούσετε το Astronomy Cast. Μπορεί να βρεις επεισόδιο 137 Η Μεγάλη Κλίμακα Δομή του Σύμπαντος αρκετά ενδιαφέρουσα.
Πηγή: PBS