kiedy ktoś wspomina o „różnych wymiarach”, mamy tendencję do myślenia o rzeczach takich jak równoległe wszechświaty – alternatywne rzeczywistości, które istnieją równolegle do naszych własnych, ale gdzie rzeczy działają lub dzieją się inaczej. Jednak rzeczywistość wymiarów i ich rola w porządkowaniu naszego wszechświata jest naprawdę zupełnie inna od tej popularnej charakterystyki.
aby to rozbić, wymiary są po prostu różnymi aspektami tego, co postrzegamy jako rzeczywistość. Od razu jesteśmy świadomi trzech wymiarów, które otaczają nas na co dzień-tych, które określają długość, szerokość i głębokość wszystkich obiektów w naszych wszechświatach (odpowiednio osie x, y i z).
poza tymi trzema widocznymi wymiarami naukowcy uważają, że może być ich znacznie więcej. W rzeczywistości teoretyczne ramy teorii superstrun zakładają, że wszechświat istnieje w dziesięciu różnych wymiarach. Te różne aspekty rządzą wszechświatem, podstawowymi siłami natury i wszystkimi cząstkami elementarnymi wewnątrz zawartymi.
pierwszy wymiar, jak już wspomniano, to ten, który nadaje mu długość (aka. osi x). Dobrym opisem jednowymiarowego obiektu jest linia prosta, która istnieje tylko pod względem długości i nie ma innych dostrzegalnych cech. Dodaj do niego drugi wymiar, oś y (lub wysokość), a otrzymasz obiekt, który staje się kształtem 2-wymiarowym (jak kwadrat).
trzeci wymiar obejmuje głębokość (oś z) i nadaje wszystkim obiektom poczucie powierzchni i przekroju. Doskonałym tego przykładem jest sześcian, który istnieje w trzech wymiarach i ma długość, szerokość, głębokość, a tym samym objętość. Poza tymi trzema leży siedem wymiarów, które nie są nam od razu widoczne, ale które nadal mogą być postrzegane jako mające bezpośredni wpływ na wszechświat i rzeczywistość, jaką znamy.
naukowcy uważają, że czwartym wymiarem jest czas, który reguluje właściwości całej znanej materii w danym punkcie. Wraz z trzema innymi wymiarami znajomość pozycji obiektu w czasie jest niezbędna do zaplanowania jego pozycji we wszechświecie. W innych wymiarach pojawiają się głębsze możliwości, a wyjaśnianie ich interakcji z innymi jest szczególnie trudne dla fizyków.
zgodnie z teorią superstrun piąty i szósty wymiar to miejsce, w którym powstaje pojęcie możliwych światów. Gdybyśmy mogli zajrzeć do piątego wymiaru, zobaczylibyśmy świat nieco inny od naszego, który dałby nam sposób mierzenia podobieństwa i różnic między naszym światem a innymi możliwymi.
w szóstym, zobaczylibyśmy płaszczyznę możliwych światów, gdzie moglibyśmy porównać i ustawić wszystkie możliwe wszechświaty, które zaczynają się od tych samych warunków początkowych, co ten (tj. Wielkiego Wybuchu). Teoretycznie, jeśli można opanować piąty i szósty wymiar, można cofnąć się w czasie lub przejść do innej przyszłości.
w siódmym wymiarze masz dostęp do możliwych światów, które zaczynają się od różnych warunków początkowych. Podczas gdy w piątym i szóstym, warunki początkowe były takie same, a kolejne działania były inne, tutaj wszystko jest inne od samego początku czasu. Ósmy wymiar ponownie daje nam płaszczyznę takich możliwych historii wszechświata, z których każda zaczyna się w odmiennych warunkach początkowych i rozgałęzia się w nieskończoność (stąd nazywane są nieskończonościami).
w dziewiątym wymiarze możemy porównać wszystkie możliwe historie wszechświata, zaczynając od wszystkich możliwych praw fizyki i warunków początkowych. W dziesiątym i ostatnim wymiarze docieramy do punktu, w którym wszystko, co możliwe i możliwe, jest pokryte. Poza tym nic nie może być wyobrażone przez nas, pokornych śmiertelników, co sprawia, że jest to naturalne ograniczenie tego, co możemy wyobrazić sobie pod względem wymiarów.
istnienie tych dodatkowych sześciu wymiarów, których nie możemy dostrzec, jest konieczne dla teorii strun, aby mogły być spójne w naturze. Fakt, że możemy postrzegać tylko cztery wymiary przestrzeni, można wyjaśnić jednym z dwóch mechanizmów: albo dodatkowe wymiary są kompaktowane na bardzo małą skalę, albo nasz świat może żyć na 3-wymiarowym submanifoldzie odpowiadającym branowi, na którym wszystkie znane cząstki poza grawitacją byłyby ograniczone (aka. teoria brane).
jeśli dodatkowe wymiary są skompaktowane, to dodatkowe sześć wymiarów musi mieć postać kolektora Calabi-Yau (pokazanego powyżej). Chociaż są niezauważalne, jeśli chodzi o nasze zmysły, od samego początku rządziłyby formowaniem się wszechświata. Dlatego naukowcy uważają, że cofając się w czasie, używając teleskopów do wykrywania światła z wczesnego wszechświata (tj. miliardów lat temu), mogą być w stanie zobaczyć, w jaki sposób istnienie tych dodatkowych wymiarów mogło wpłynąć na ewolucję kosmosu.
podobnie jak inni kandydaci do Wielkiej teorii jednoczącej – aka teorii wszystkiego (TOE) – przekonanie, że wszechświat składa się z dziesięciu wymiarów (lub więcej, w zależności od tego, którego modelu teorii strun używasz) jest próbą pogodzenia standardowego modelu fizyki cząstek elementarnych z istnieniem grawitacji. Krótko mówiąc, jest to próba wyjaśnienia, w jaki sposób wszystkie znane siły w naszym wszechświecie oddziałują na siebie i jak mogą działać inne możliwe wszechświaty.
aby uzyskać dodatkowe informacje, oto artykuł na temat Universe Today o wszechświatach równoległych, a inny na temat wszechświata równoległego naukowcy sądzili, że odkryli, że w rzeczywistości nie istnieje.
istnieje również kilka innych wspaniałych zasobów online. Jest świetny film, który szczegółowo wyjaśnia dziesięć wymiarów. Można również spojrzeć na stronie internetowej PBS dla programu telewizyjnego Elegant universe. Ma świetną stronę na temat dziesięciu wymiarów.
można też posłuchać obsady Astronomicznej. Odcinek 137 „wielkoskalowa struktura wszechświata” może Cię zainteresować.