Άρθρο

Πόσες διαστάσεις υπάρχουν;

top-leaderboard-όριο '>

Ζητήστε από κάποιον να ονομάσει κάθε διάσταση που γνωρίζει και πιθανότατα θα αναφέρει τα εξής: μήκος, πλάτος και βάθος. Μπορεί επίσης να προσθέσουν χρόνο αν σκέφτονται έξω από το τρισδιάστατο κουτί. Αλλά ρωτώντας έναν θεωρητικό χορδών, «Πόσες διαστάσεις υπάρχουν;» θα προκαλούσε μια πολύ διαφορετική απάντηση. Σύμφωνα με αυτόν τον κλάδο της θεωρητικής φυσικής, υπάρχουν τουλάχιστον 10 διαστάσεις του χώρου, οι περισσότερες από τις οποίες είναι αδύνατο να αντιληφθούν οι άνθρωποι.

Οι διαστάσεις είναι οι μετρήσεις που χρησιμοποιούν οι φυσικοί για να περιγράψουν την πραγματικότητα. Ακούγεται ευρύ, σωστά; Ας ξεκινήσουμε με τις τρεις διαστάσεις που μαθαίνουν οι περισσότεροι στο δημοτικό σχολείο. Οι χωρικές διαστάσεις - πλάτος, ύψος και βάθος - είναι οι ευκολότερες στην απεικόνιση. Υπάρχει μια οριζόντια γραμμή σε μία διάσταση επειδή έχει μόνο μήκος. ένα τετράγωνο είναι δισδιάστατο επειδή έχει μήκος και πλάτος. Προσθέστε βάθος και έχουμε έναν κύβο ή ένα τρισδιάστατο σχήμα.

Αυτές οι τρεις συντεταγμένες χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό της θέσης ενός αντικειμένου στο διάστημα. Αλλά ο χώρος δεν είναι το μόνο αεροπλάνο στο οποίο υπάρχει. υπάρχει επίσης στο χρόνο, όπου μπαίνει η τέταρτη διάσταση. Μόλις γνωρίζουμε το υψόμετρο, το γεωγραφικό μήκος, το γεωγραφικό πλάτος και τη θέση μιας κουκκίδας στο χρόνο, έχουμε τα απαραίτητα εργαλεία για να σχεδιάσουμε την ύπαρξή του στο σύμπαν όπως το ξέρουμε.

Αλλά ορισμένοι φυσικοί που προσυπογράφουν τη θεωρία χορδών υποστηρίζουν ότι υπάρχουν περισσότερα στην πραγματικότητα από το παρατηρήσιμο σύμπαν. Η θεωρία χορδών, επίσης γνωστή ως «θεωρία superstring», στοχεύει στην ενοποίηση δύο κύριων θεωριών που περιγράφουν πώς λειτουργεί το σύμπαν: γενική σχετικότητα (που ισχύει για πολύ μεγάλα αντικείμενα) και κβαντική μηχανική (που ισχύει για πολύ μικρά). Σε ένα τετραδιάστατο σύμπαν, αυτή η θεωρία δεν θα ήταν δυνατή, αλλά όταν οι επιστήμονες τροποποίησαν τα μαθηματικά για να συμπεριλάβουν 10 διαστάσεις - 11 συμπεριλαμβανομένου του χρόνου - οι εξισώσεις τους λειτούργησαν.

Αφού έφτασε με μια θεωρία που εξαρτάται από την ύπαρξη 10 διαστάσεων του διαστήματος, οι θεωρητικοί χορδών είχαν τη δουλειά να εξηγήσουν πού κρύβονταν αυτές οι νέες διαστάσεις. Η απάντησή τους: Είναι εξίσου αληθινές με τις «μεγάλες» διαστάσεις που μπορούμε να δούμε, αλλά οι επιπλέον διαστάσεις είναι κουλουριασμένες τόσο σφιχτά που είναι πολύ μικρές για να τις δούμε άμεσα.

Η βασική μας κατανόηση της φυσικής το καθιστά δύσκολο να επεξεργαστεί, αλλά ο θεωρητικός χορδός Brian Greene κάνει εξαιρετική δουλειά για να διαμορφώσει την ιδέα με όρους που οι περισσότεροι άνθρωποι μπορούν να καταλάβουν. Στην TED Talk του 2005, ο Greene συγκρίνει αυτές τις αόρατες διαστάσεις με τα καλώδια που είναι συνδεδεμένα με τηλεφωνικούς πόλους: Από ένα παράθυρο, ένα καλώδιο μοιάζει με μονοδιάστατη γραμμή. Αλλά αν το μελετούσαμε από κοντά θα δούμε ότι το σκοινί είναι πραγματικά στρογγυλό, καθιστώντας το τρισδιάστατο. Καμία αναλογία που να συγκρίνει μη παρατηρήσιμες διαστάσεις με αντικείμενα στον παρατηρήσιμο κόσμο δεν μπορεί ποτέ να είναι τέλεια, αλλά αυτό δείχνει πώς κάτι τόσο θεμελιώδες για την πραγματικότητα θα μπορούσε να κρύβεται σε απλή όραση.

Η θεωρία χορδών δηλώνει ότι πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον 10 διαστάσεις του χώρου συν μια διάσταση για το χρόνο, αλλά υπάρχουν φυσικοί που υποστηρίζουν ότι υπάρχουν περισσότερες. Μερικοί θέτουν ένα σύμπαν που αποτελείται από 11 διαστάσεις χώρου. Αλλά για να χτυπήσει πραγματικά το μυαλό κάποιου όταν ρωτούν πόσες διαστάσεις υπάρχουν, ας πούμε 26: Αυτός είναι ο μαγικός αριθμός σύμφωνα με τη θεωρία χορδών της Βοσνίας και είναι τόσο υψηλός όσο οι φυσικοί φυσικοί είναι πρόθυμοι να πάνε προς το παρόν.



Έχετε μια μεγάλη ερώτηση που θέλετε να απαντήσουμε; Εάν ναι, ενημερώστε μας μέσω email στο bigquestions@mentalfloss.com.