när någon nämner ”olika dimensioner” tenderar vi att tänka på saker som parallella universum – alternativa verkligheter som existerar parallellt med våra egna, men där saker fungerar eller hände annorlunda. Men verkligheten av dimensioner och hur de spelar en roll i ordningen av vårt universum är verkligen helt annorlunda än denna populära karaktärisering.
för att bryta ner det är dimensioner helt enkelt de olika aspekterna av vad vi uppfattar som verklighet. Vi är omedelbart medvetna om de tre dimensionerna som omger oss dagligen – de som definierar längden, bredden och djupet för alla objekt i våra universum (X -, y-respektive z-axlarna).
Utöver dessa tre synliga dimensioner tror forskare att det kan finnas många fler. Faktum är att den teoretiska ramen för Superstringteorin innebär att universum finns i tio olika dimensioner. Dessa olika aspekter är det som styr universum, naturens grundläggande krafter och alla elementära partiklar som finns i.
den första dimensionen, som redan nämnts, är den som ger den längd (aka. X-axeln). En bra beskrivning av ett endimensionellt objekt är en rak linje, som endast existerar i längd och har inga andra urskiljbara egenskaper. Lägg till en andra dimension, y-axeln (eller höjden), och du får ett objekt som blir en 2-dimensionell form (som en kvadrat).
den tredje dimensionen innefattar djup (z-axeln) och ger alla objekt en känsla av område och ett tvärsnitt. Det perfekta exemplet på detta är en kub, som finns i tre dimensioner och har en längd, bredd, djup och därmed volym. Utöver dessa tre ligger de sju dimensionerna som inte är omedelbart uppenbara för oss, men som fortfarande kan uppfattas som att de har en direkt effekt på universum och verkligheten som vi känner den.
forskare tror att den fjärde dimensionen är tid, som styr egenskaperna hos all känd materia vid varje given punkt. Tillsammans med de tre andra dimensionerna är det viktigt att känna till en objekts position i tid för att plotta sin position i universum. De andra dimensionerna är där de djupare möjligheterna spelar in, och att förklara deras interaktion med de andra är där saker blir särskilt knepiga för fysiker.
enligt Superstringteorin är den femte och sjätte dimensionen där 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 som skulle ge oss ett sätt att mäta likheten och skillnaderna mellan vår värld och andra möjliga.
i den sjätte skulle vi se ett plan av möjliga världar, där vi kunde jämföra och placera alla möjliga universum som börjar med samma initiala förhållanden som den här (dvs. Big Bang). I teorin, om du kunde behärska den femte och sjätte dimensionen, kan du resa tillbaka i tiden eller gå till olika framtider.
i den sjunde dimensionen har du tillgång till de möjliga världarna som börjar med olika initiala förhållanden. Medan i femte och sjätte var de ursprungliga villkoren desamma och efterföljande åtgärder var olika, här är allt annorlunda från början av tiden. Den åttonde dimensionen ger oss igen ett plan av sådana möjliga universumhistorier, som var och en börjar med olika initiala förhållanden och grenar sig oändligt (varför de kallas oändligheter).
i den nionde dimensionen kan vi jämföra alla möjliga universumhistorier, med början med alla olika möjliga fysiklagar och initiala förhållanden. I den tionde och sista dimensionen kommer vi fram till den punkt där allt möjligt och tänkbart täcks. Utöver detta kan ingenting föreställas av oss ödmjuka dödliga, vilket gör det till den naturliga begränsningen av vad vi kan tänka oss när det gäller dimensioner.
förekomsten av dessa ytterligare sex dimensioner som vi inte kan uppfatta är nödvändig för strängteori för att de ska vara konsekventa i naturen. Det faktum att vi bara kan uppfatta fyra dimensioner av rymden kan förklaras av en av två mekanismer: antingen är de extra dimensionerna komprimerade i mycket liten skala, annars kan vår värld leva på en 3-dimensionell submanifold som motsvarar en brane, på vilken alla kända partiklar förutom tyngdkraften skulle begränsas (aka. brane teori).
om de extra dimensionerna komprimeras måste de extra sex dimensionerna vara i form av ett Calabi–Yau-grenrör (visas ovan). Medan omärkliga när det gäller våra sinnen, skulle de ha styrt universums bildning från början. Därför tror forskare att peering tillbaka genom tiden, med hjälp av teleskop för att upptäcka ljus från det tidiga universum (dvs. miljarder år sedan), skulle de kunna se hur förekomsten av dessa ytterligare dimensioner kunde ha påverkat kosmos utveckling.
ungefär som andra kandidater för en storslagen förenande teori – aka Theory of Everything (TOE) – tron att universum består av tio dimensioner (eller mer, beroende på vilken modell av strängteori du använder) är ett försök att förena standardmodellen för partikelfysik med gravitationens existens. Kort sagt, det är ett försök att förklara hur alla kända krafter i vårt universum interagerar, och hur andra möjliga universum själva kan fungera.
för ytterligare information, här är en artikel om Universe Today om parallella universum, och en annan på ett parallellt universumforskare trodde att de fann att det inte existerar.
det finns också några andra bra resurser online. Det finns en bra video som förklarar de tio dimensionerna i detalj. Du kan också titta på PBS webbplats för TV-serien Elegant universe. Den har en bra sida på de tio dimensionerna.
du kan också lyssna på astronomi Cast. Du kan hitta avsnitt 137 universums storskaliga struktur ganska intressant.