Dlaczego Wszechświat ma 10 wymiarów?

Gdy ktoś mówi o innych wymiarach mamy tendencję myśleć o nich jak o równoległych wszechświatach, alternatywnych rzeczywistościach, gdzie panują inne prawa i zdarzają się niezwykłe rzeczy. W rzeczywistości fizycy używają kolejnych wymiarów w odmienny sposób, niż myśli o nich ogół: raczej jako narzędzie porządkujące różne obrazy naszego Wszechświata.

Wymiary są po prostu różnymi aspektami tego, co postrzegamy jako rzeczywistość. Jesteśmy przyzwyczajeni do przestrzeni trójwymiarowej, gdzie każdy obiekt ma szerokość, wysokość i głębokość. Czy jednak na przykład cegła przestanie być cegłą, gdy będziemy na nią patrzeć jak mrówka, poruszająca się po jej powierzchni. Dla niej jest to raczej powierzchnia dwuwymiarowa i w dodatku zamknięta. Dla ludzi jest to obiekt jak najbardziej trójwymiarowy. A jak „widzi” ją foton? Pewnie jak rozciągnięty w czasie czterowymiarowy prostopadłościan.

Fizycy czasem wprowadzają inne wymiary do naszego Wszechświata, po to by opisać jego własności. I tak na przykład do zwykłej trójwymiarowej przestrzeni, mającej szerokość, wysokość i głębokość wprowadzili czwarty wymiar, który utożsamili z czasem. Wraz z pozostałymi trzema wymiarami, czas pozwala na precyzyjne i kompletne pokazanie ruchu ciał we Wszechświecie.

Kolejne wymiary dają możliwość głębszego opisu niektórych własności a także interakcji między nimi.

Zgodnie z teorią superstrun, wymiary piąty i szósty umożliwiają wprowadzenie pojęć innych możliwych światów. I tak piąty wymiar pozwala na odróżnienie naszego świata od wielu innych możliwości. Dzięki piątemu wymiarowi możemy wprowadzić sposób pomiaru różnic między różnymi możliwymi światami (można zdefiniować odległość między czterowymiarowymi płaszczyznami, reprezentującymi różne wszechświaty). Szósty wymiar skupia możliwe wszechświaty które powstały w tych samych warunkach początkowych – np. Wielki Wybuch. Przemieszczając się w szóstym wymiarze możemy badać alternatywne przeszłości i przyszłości. W siódmym wymiarze uzyskujemy dostęp do światów, które zaczynają się w różnych warunkach początkowych. Zważywszy, że w piętym i szóstym wymiarze widzimy światy zaczynające się w tych samych warunkach a różniące się dopiero na późniejszym etapie rozwoju. Tu – w siódmym – wymiarze – wszystko jest inne od samego początku.

Ósmy wymiar daje nam znowu płaszczyznę na której istnieją historie światów zaczynające się w różny sposób i rozgałęziające się w nieskończoność. Ośmiowymiarowa powierzchnia zawiera światy rządzone przez takie same prawa fizyki. Dopiero w dziewiątym wymiarze  widać różne powierzchnie, a na każdej z nich prawa fizyki mogą być różne. Tu więc możemy poznać historię światów różnych od naszego i to od samego początku.

W ostatnim – dziesiątym wymiarze – znajduje się się już wszystko co jest możliwe i co możemy sobie wyobrazić. Stanowi on niejako ostateczną granicę naszego poznania.

Wspomniałem, że teoria strun wymaga dodatkowych 6 wymiarów. Fakt że zauważamy tylko cztery może wynikać z dwóch przyczyn.

Pierwsza z nich to kompaktyfikacja, czyli zwinięcie jednego lub więcej wymiarów do bardzo małych rozmiarów. Przykładem kompaktyfikacji może być nić krawiecka, która wydaje się być obiektem jednowymiarowym, choć w rzeczywistości jest trójwymiarowa; posiada bowiem grubość/przekrój. Co prawda grubość nici jest nieduża ale jednak jest większa od zera. Podobnie kartka papieru jest obiektem dwuwymiarowym tylko wtedy, gdy obserwowana jest z dużej odległości. Po bliższym przyjrzeniu się widać, że ona też posiada grubość a więc jest jak najbardziej trójwymiarowa.

Drugą, alterantywną przyczyną, może być fakt, że nasz Wszechświat znajduję się na trójwymiarowej podrozmaitości odpowiadającą tzw. branie (skrót od membrany), czyli powierzchni, do której ograniczone są wszystkie oddziaływania za wyjątkiem grawitacji.

Przekonanie, że Wszechświat jest dziesięciowymiarowy, wynika z chęci pogodzenia modelu standardowego z teoria grawitacji. W skrócie jest to próba wyjaśnienia jak wszystkie siły we Wszechświecie są ze sobą związane i jak funkcjonują inne możliwe wszechświaty.

 

 

Udostępnij
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Dodaj komentarz