A cincea dimensiune schimba tot ce stim

Ce altceva ar putea fi in afara de cele trei dimensiuni ale spatiului si una a timpului? Exista a cincea dimensiune? Daca da, cum o putem concepe?

In 1905, Albert Einstein a aratat in teoria relativitatii ca spatiul este strans legat de timp prin limita cosmica a vitezei luminii si astfel, strict vorbind, traim intr-un Univers cu patru dimensiuni de spatiu-timp.

Cu toate acestea, in scopuri cotidiene, ne gandim la Univers in trei dimensiuni ale spatiului (nord-sud, est-vest, sus-jos) si o dimensiune a timpului (trecut-viitor). In acest caz, o a cincea dimensiune ar fi o dimensiune suplimentara a spatiului.

O astfel de dimensiune a fost propusa independent de catre fizicienii Oskar Klein si Theodor Kaluza in anii 1920. Ei au fost inspirati de teoria gravitatiei a lui Einstein, care a aratat ca masa deformeaza spatiul-timpul in patru dimensiuni.

Deoarece nu suntem capabili sa percepem aceste patru dimensiuni, atribuim miscarea in prezenta unui corp masiv, cum ar fi o planeta, nu acestei curburi, ci unei „forte” gravitationale.

Intrebarea care apare este daca ar putea cealalta forta cunoscuta in vremea lor (forta electromagnetica) sa fie explicata prin curbura unei dimensiuni suplimentare a spatiului?

Kaluza si Klein au descoperit ca este posibil. Dar, deoarece forta electromagnetica este de 1040 de ori mai puternica decat gravitatia, curbura dimensiunii suplimentare ar trebui sa fie atat de mare incat rulata sa fie mult mai mica decat un atom si sa fie imposibil de observat.

Cand o particula invizibila pentru noi, cum ar fi un electron, calatoreste prin spatiu, se invarte in jurul dimensiunii a cincea, ca un hamster intr-o roata.

Despre teoria corzilor

Teoria despre a cincea dimensiune a lui Kaluza si Klein a primit o lovitura serioasa prin descoperirea a doua forte fundamentale care au functionat in domeniul nucleului atomic: forta nucleara puternica si forta nucleara slaba.

Dar ideea ca dimensiunile suplimentare explica fortele a fost reinviata o jumatate de secol mai tarziu de sustinatorii „teoriei corzilor”.

Aceasta teorie vede elementele fundamentale ale Universului nu ca particule, ci ca „siruri” minuscule de energie-masa. Pentru a imita toate cele patru forte, corzile vibreaza intr-un spatiu-timp cu 10 dimensiuni, cu sase dimensiuni spatiale rulate, mult mai mici decat un atom.

Teoria corzilor a dat nastere ideii ca Universul nostru ar putea fi o insula tridimensionala, sau un „brau”, care pluteste intr-un spatiu-timp cu 10 dimensiuni.

Acest lucru a ridicat posibilitatea intriganta de a explica de ce gravitatia este atat de slaba in comparatie cu celelalte trei forte fundamentale.

In timp ce fortele sunt fixate pe brau, gravitatia se scurge in cele sase dimensiuni extraspatiale, diminuandu-si foarte mult puterea pe brau.

Exista o modalitate de a avea o a cincea dimensiune, care este curbata in asa fel incat noi sa nu o vedem, iar acest lucru a fost sugerat de fizicienii Lisa Randall si Raman Sundrum in 1999.

A cincea dimensiune explica originea materiei intunecate?

O dimensiune suplimentara a spatiului ar putea chiar explica una dintre marile mistere cosmice: identitatea „materiei intunecate”, materialul invizibil care pare sa depaseasca stelele si galaxiile vizibile cu un factor de sase.

In anul 2021, un grup de fizicieni de la Universitatea Johannes Gutenberg din Mainz, Germania, a propus ca gravitatia particulelor necunoscute pana acum, care se propaga intr-o a cincea dimensiune ascunsa, s-ar putea manifesta in Universul nostru cu patru dimensiuni ca si gravitatie suplimentara pe care o atribuim in prezent materiei intunecate.

Desi este o posibilitate interesanta, merita subliniat faptul ca nu lipsesc posibilii candidati pentru explicarea materiei intunecate, inclusiv particulele subatomice cunoscute sub numele de axioni, gauri negre si materie in timp invers din viitor!

Studii ulterioare in acest domeniu ar putea duce la descoperirea efectiva a celei de-a cincea dimensiuni si pentru prima data in scoli, profesorii de fizica ar trebui sa inteleaga un concept abstract, impreuna cu elevii lor!

Urmariti acest site – curiozitati stiinta – pentru a afla si alte lucruri noi si interesante despre universul in care traim!

Sursa: sciencefocus.com, sciencing.com, innovationnewsnetwork.com.

Acest articol a fost sustinut de cititori ca tine.

Misiunea noastra este sa oferim publicului stiri precise si captivante despre stiinta. Aceasta misiune nu a fost niciodata mai importanta decat este astazi.

Nu putem face, insa, acest lucru fara tine.

Sprijinul tau ne permite sa pastram continutul acestui blog gratuit si accesibil. Investeste in jurnalismul stiintific donand chiar astazi.