In zijn meest wijdverbreide wijziging stelt de snaartheorie dat het universum in tien dimensies bestaat, maar zes daarvan kunnen we niet waarnemen. Hoe zouden deze extra afmetingen eruit kunnen zien?
Wanneer iemand "andere dimensies" zegt, denk je meestal aan zaken als parallelle universums - alternatieve realiteiten die parallel aan de onze bestaan, waarin de wereld enigszins of totaal anders is gerangschikt. De realiteit van metingen en de rol in de structuur van het heelal verschillen echter heel erg van zo'n algemeen begrip.
In een notendop: dimensies zijn verschillende facetten van wat we als realiteit waarnemen. We zijn ons perfect bewust van de drie ruimtelijke dimensies waarmee we worden geconfronteerd en waarin we elke dag leven. Ze bepalen de lengte, hoogte en diepte van alle objecten in het heelal (en komen overeen met de x-, y-, z-coördinaatassen).
Sommige wetenschappers zijn echter van mening dat er naast de drie zichtbare dimensies nog andere kunnen zijn. Volgens de basisprincipes van de snaartheorie bestaat het universum in tien verschillende dimensies. Onlangs hebben we een materiaal gepubliceerd over hoe deze extra, niet door ons waargenomen, dimensies kunnen worden verdraaid, verdicht, - het is te lezen op deze link. Deze verschillende aspecten bepalen dus de fundamentele krachten van de natuur en alle elementaire deeltjes in het universum.
Laten we op volgorde beginnen. De eerste dimensie bepaalt, zoals we al hebben opgemerkt, de lengte (x-as). Het is handig om een eendimensionaal object te beschrijven met een rechte lijn die alleen bestaat binnen het concept van lengte en geen andere onderscheidende kenmerken heeft. Als je er een tweede dimensie aan toevoegt, de y-as of hoogte, krijg je een tweedimensionaal object (bijvoorbeeld een vierkant).
De cirkels vertegenwoordigen extra ruimtelijke dimensies, opgerold op elk punt in de driedimensionale ruimte die we kennen.
De derde dimensie kenmerkt de diepte (z-as) - het geeft alle objecten het concept van oppervlakte en doorsnede. Het ideale voorbeeld zou een kubus zijn: hij bestaat in drie dimensies - hij heeft lengte, hoogte en diepte, en dus volume.
De vierde dimensie is tijd, en dit kan al het klassieke, algemeen aanvaarde begrip ervan worden genoemd. Het is een onafscheidelijk onderdeel van het ruimte-tijd continuüm. Het bepaalt op elk moment de eigenschappen van alle bekende materie. Samen met drie andere dimensies is het, om de positie van een object in het heelal te bepalen, nodig om zijn positie in de tijd te kennen. Deze vier dimensies bepalen dus onze realiteit - het universum, waaraan we gewend zijn en dat we tot op zekere hoogte begrijpen.
Promotie video:
Naast de hierboven beschreven dimensies, zijn er nog zeven die niet zo voor de hand liggend zijn, maar toch kunnen worden waargenomen door directe impact op het universum en de werkelijkheid zoals we die kennen. Andere, extra dimensies gaan gepaard met diepere mogelijkheden. Natuurkundigen worden geconfronteerd met ernstige vragen wanneer ze hun interacties proberen te verklaren met vier "basisdimensies".
Chronologie van de uitbreiding van het universum, te beginnen met de oerknal. Volgens de snaartheorie is dit slechts een van de vele mogelijke werelden.
Volgens de supersnaartheorie ontstaat het concept van mogelijke werelden in de vijfde en zesde dimensie. Als we de vijfde dimensie zouden kunnen waarnemen, zouden we een wereld zien die enigszins verschilt van wat we gewend zijn. We zouden de overeenkomsten en verschillen tussen mogelijke werelden en de onze kunnen meten.
In de zesde dimensie zouden we het gebied van mogelijke werelden zien, waar we de locatie konden vergelijken en bepalen van alle mogelijke universums die begonnen onder dezelfde omstandigheden als de onze (dat wil zeggen, de oerknal). Theoretisch, als we erin zouden slagen de vijfde en zesde dimensie onder de knie te krijgen, zouden we naar het verleden of naar verschillende variaties van de toekomst kunnen gaan.
In de zevende dimensie zouden we toegang hebben tot mogelijke werelden die zijn ontstaan onder verschillende initiële omstandigheden. Terwijl in de vijfde en zesde dimensie de beginvoorwaarden hetzelfde waren en de gevolgen anders waren, is in deze dimensie alles anders vanaf het allereerste begin der tijden. De achtste dimensie geeft ook toegang tot het gebied van dergelijke mogelijke universums, die elk onder verschillende omstandigheden begonnen. Deze universa vertakken zich eindeloos, daarom worden ze oneindigheden genoemd.
In de negende dimensie hebben we de mogelijkheid om de geschiedenissen te vergelijken van alle mogelijke universums die zijn ontstaan onder alle mogelijke natuurwetten en beginvoorwaarden. Eindelijk, in de tiende dimensie, bevinden we ons op het punt waar al het mogelijke en denkbare open is. Buiten dat, zulke beperkte wezens als we ons niets kunnen voorstellen, wat deze dimensie tot een natuurlijke beperking maakt van wat we in dit opzicht kunnen begrijpen.
Zesdimensionale Calabi-spruitstukken - Yau bevat mogelijk de extra dimensies die worden voorspeld door de supersnaartheorie.
Het bestaan van deze zes extra dimensies, die we niet kunnen waarnemen, is noodzakelijk voor de snaartheorie: ze volgen natuurlijk uit wiskundige berekeningen en modellen van de theorie, en beschrijven daarom het heelal in het kader van deze theorie. Het feit dat we slechts vier dimensies van ruimte-tijd waarnemen, kan worden verklaard door een van de twee mechanismen: of de extra dimensies worden op zeer kleine schaal verdicht, of we leven in een driedimensionale subvariëteit - een soort braan die alle bekende deeltjes beperkt, met uitzondering van zwaartekracht (theorie zemelen).
Als de extra dimensies inderdaad worden verdicht, moeten ze bestaan als zogenaamde Calabi-Yau-spruitstukken. Ondanks het feit dat ze onbereikbaar zijn voor waarneming door onze zintuigen, zouden ze in dit geval vanaf het allereerste begin de vorming van het heelal bepalen. Dit is de reden waarom wetenschappers geloven dat als ze terugkijken in de tijd met telescopen en het observeren van licht uit het vroege universum hen waarschijnlijk zal helpen inzien hoe het bestaan van deze extra dimensies de evolutie van de kosmos zou kunnen hebben beïnvloed.
Als een van de kandidaten voor een theorie van alles, met het argument dat het universum uit tien dimensies bestaat (of meer, afhankelijk van de theorie waarover je het hebt), probeert de snaartheorie het standaardmodel van deeltjesfysica te verzoenen met de algemene relativiteitstheorie (de theorie van de zwaartekracht).). In wezen is dit een poging om uit te leggen en te beschrijven hoe alle bekende krachten van het universum op elkaar inwerken en hoe andere mogelijke universums kunnen worden gerangschikt.
Vladimir Guillen
