Az általunk ismert világnak három térbeli dimenziója van – hosszúság, szélesség és mélység – és egy időbeli dimenziója. De fennáll az az észbontó lehetőség, hogy sokkal több dimenzió létezik odakint. Az elmúlt fél évszázad egyik vezető fizikai modellje, a húrelmélet szerint az univerzum 10 dimenzióval működik. Ez azonban felvet egy nagy kérdést: Ha létezik 10 dimenzió, akkor miért nem tapasztaljuk mindegyiket, vagy miért nem észleltük őket? Lisa Grossman a ScienceNews-nál arról számol be, hogy egy új tanulmány választ javasol, amely kimutatja, hogy ezek a dimenziók olyan aprók és olyan múlékonyak, hogy jelenleg nem tudjuk érzékelni őket.
Nehéz teljesen elmagyarázni a húrelmélet mögötti matematikát anélkül, hogy egy-két végzős szemináriumot tartanánk, de lényegében az ötödiktől tízig terjedő dimenziók a lehetőségekkel kapcsolatosak, és minden lehetséges jövőt és minden lehetséges múltat tartalmaznak, beleértve a mi világegyetemünktől teljesen eltérő fizikájú valóságokat is.
Ha két proton elég nagy sebességgel ütközik össze, akkor képesek egy apró fekete lyukat létrehozni, amely a másodperc töredékéig létezne, mielőtt eltűnne – derül ki az arXiv.org preprint szerveren közzétett új, még nem lektorált tanulmányból. Az ütközés egy kis buborékot nyitna az interdimenzionális térben, ahol a fizika törvényei eltérnek a miénktől, ami a vákuum bomlásának nevezett eseményhez vezetne. A kvantumfizikában a vákuum bomlása azt jelenti, hogy ha az interdimenzionális tér elég nagy lenne, akkor nekünk végünk lenne. Ha elegendő gravitáció lépne kölcsönhatásba a világunkkal, az újonnan kialakult “kozmikus halálbuborék” fénysebességgel növekedne, gyorsan megváltoztatná az univerzumunk fizikáját, lakhatatlanná tenné azt, és gyakorlatilag eltörölne minket a létezésből.
“Ha a közelben állsz, amikor a buborék elkezd tágulni, nem látod, hogy jön” – mondja Grossmannak a tanulmány társszerzője, Katie Mack fizikus az Észak-Karolinai Állami Egyetemről. “Ha alulról közeledik feléd, a lábad megszűnik létezni, mielőtt az elméd ezt észrevenné.”
A magas energiájú kozmikus sugarak folyamatosan elég energiával csapódnak egymásnak ahhoz, hogy elindítsák ezt a folyamatot. Ha az extra dimenziók elég nagyok lennének ahhoz, hogy a halálbuborék kialakulhasson – állapították meg a kutatók -, akkor ez már több ezer alkalommal megtörtént volna. Az a tény, hogy mi még mindig létezünk, egy közvetett bizonyíték arra, hogy az egyéb dimenziók ultra-parányiak. A kutatócsoport számításai szerint 16 nanométernél kisebbnek kell lenniük, ami túl kicsi ahhoz, hogy gravitációjuk sok mindent befolyásoljon a mi világunkban, és több százszor kisebb, mint a korábbi számítások – számol be Grossman.
Az új tanulmány egy másik, a Journal of Cosmology and Astroparticle Physics júliusban megjelent, extra dimenziókról szóló tanulmány nyomába ered. Mara Johnson-Groh a LiveScience-nél arról számol be, hogy a fizika egyik nagy kérdése, hogy miért gyorsul fel az univerzum tágulása. Az egyik elmélet szerint a gravitáció kiszivárog az univerzumunkból más dimenziókba. Ennek az elképzelésnek a tesztelésére a kutatók a nemrég felfedezett gravitációs hullámok adatait vizsgálták. Ha az univerzumunk gravitációja ezeken a más dimenziókon keresztül szivárogna ki, akkor a kutatók arra gondoltak, hogy a gravitációs hullámok a vártnál gyengébbek lennének az univerzumon való áthaladás után.
A kutatók azonban azt találták, hogy a hosszú út során nem veszítettek energiát, ami azt jelenti, hogy más dimenziók vagy nem léteznek, vagy olyan aprók, hogy nem befolyásolják túlságosan a gravitációt, ha egyáltalán befolyásolják.
“Az általános relativitáselmélet szerint a gravitációnak három dimenzióban kellene működnie, és megmutatjuk, hogy ezt látjuk” – mondja Johnson-Grohnak Kris Pardo princetoni fizikus, a júliusi tanulmány vezető szerzője. A legújabb tanulmány azt is megállapítja, hogy az extra dimenziók mérete olyan kicsi, hogy ez számos, az univerzumunkból kiszivárgó gravitációra vonatkozó elméletet kizár.”
Ian Moss, az angliai Newcastle Egyetem kozmológusa Grossmannak elmondja, hogy a legújabb tanulmány alapos, és nem lát kirívó hibákat, de még mindig túl sok az ismeretlen ahhoz, hogy a 16 nanométeres határértéket biztosra lehessen venni.