Náš vesmír môže mať piatu dimenziu

Náš vesmír môže mať piatu dimenziu
Náš vesmír môže mať piatu dimenziu
Anonim

V roku 1905 Albert Einstein vo svojej špeciálnej teórii relativity ukázal, že priestor je v tesnom spojení s časom prostredníctvom kozmickej hranice rýchlosti svetla, a preto, striktne povedané, žijeme vo vesmíre so štyrmi dimenziami časopriestoru.

Na každodenné účely však reprezentujeme vesmír v troch dimenziách priestoru (sever-juh, východ-západ, hore-dole) a jednej dimenzii času (minulosť-budúcnosť). V tomto prípade bude piata dimenzia ďalším rozmerom priestoru.

Takéto meranie nezávisle navrhli fyzici Oscar Klein a Theodor Kaluza v 20. rokoch minulého storočia. Inšpirovali sa Einsteinovou gravitačnou teóriou, ktorá ukázala, že hmotnosť ohýba štvorrozmerný priestoročas.

Pretože nemôžeme vnímať štyri dimenzie, pohyb v prítomnosti masívneho telesa, akým je planéta, pripisujeme „sile“gravitácie.

Mohla by sa iná sila v tom čase známa (elektromagnetická sila) vysvetliť zakrivením extra dimenzie priestoru? Kaluza a Klein zistili, že je to možné.

Pretože je však elektromagnetická sila 1040 -krát silnejšia ako gravitácia, zakrivenie extra dimenzie by muselo byť také veľké, že by bolo zvinuté do malého krúžku oveľa menšieho ako atóm a nebolo by možné si ho všimnúť.

Keď častica, napríklad elektrón, cestuje v pre nás neviditeľnom priestore, bude sa točiť okolo piatej dimenzie, ako škrečok v kolese.

Päťrozmerná teória Kaluzu a Kleina utrpela vážnu ranu v dôsledku objavu ďalších dvoch základných síl pôsobiacich v oblasti atómového jadra: silných a slabých jadrových interakcií.

Myšlienku, že extra dimenzie vysvetľujú sily, však o polstoročie neskôr oživili zástancovia „teórie strún“, ktorá nepovažuje základné stavebné kamene vesmíru za častice, ale za drobné „šnúry“hmotnej energie. Na napodobnenie všetkých štyroch síl struny vibrujú v 10-rozmernom časopriestore, pričom šesť dimenzií je stočených do veľkosti oveľa menšej ako atóm.

Teória strun dala vzniknúť myšlienke, že náš vesmír by mohol byť trojrozmerný ostrov alebo „brána“(hypotetický základný viacrozmerný fyzický objekt menší ako rozmer priestoru, v ktorom sa nachádza) vznášajúci sa v 10-rozmernom časopriestore.

Otvorila sa tak zaujímavá príležitosť vysvetliť, prečo je gravitácia v porovnaní s ostatnými tromi základnými silami taká slabá. Zatiaľ čo sily sú k bráne pripevnené, ide o to, že gravitácia preniká do šiestich ďalších priestorových dimenzií, čo výrazne oslabuje jej silu na brane.

Existuje spôsob, ako získať väčšiu piatu dimenziu, ktorá je zakrivená tak, že ju nevidíme, a to navrhli fyzici Lisa Randall a Raman Sundram v roku 1999. Extra priestorový rozmer by mohol dokonca vysvetliť jednu z veľkých vesmírnych záhad: identitu „temnej hmoty“, neviditeľnej hmoty, ktorá, zdá sa, šesťnásobne preváži viditeľné hviezdy a galaxie.

V roku 2021 skupina fyzikov z Univerzity Johannesa Gutenberga v nemeckom Mainzi navrhla, aby sa gravitácia doposiaľ neznámych častíc šíriacich sa v latentnej piatej dimenzii mohla v našom štvorrozmernom vesmíre prejaviť ako dodatočná gravitácia, ktorú v súčasnosti pripisujeme temnej hmote..

Stojí za zmienku, že neexistuje žiadny potenciálny kandidát na temnú hmotu, vrátane subatomických častíc známych ako axióny, čierne diery a spätná časová hmota z budúcnosti!

Odporúča: