Szivárogna a valóság? A „Sötét Dimenzió” rejtélye

Képzeld el, hogy éjszaka sétálsz otthon a sötétben. Tudod, hol van a fal, merre megy a folyosó, és érzed, hogy a talaj stabil. De mi lenne, ha a valóság szövetébe egy láthatatlan „csapóajtó” lenne beépítve? Mit akadnánk, ha a világunk nem egy zárt rendszer lenne, hanem folyamatosan „szivárogne” egy olyan térbe, amit mi máshogy évelünk?

Ez nem egy Christopher Nolan-film kezdete, hanem egy olyan matematikai rémálom, amivel a fizikusok napbarnakozásig küzdenek.

Amikor nem megy össze a matek

Ahhoz, hogy megértsük, miért keresik a tudósok az extra dimenziót, tisztában kell lennünk egy hatalmas „hibával” az univerzum leírásában.

A jelenlegi tudományunk két fő pillérre támaszkodik: a Standard Modellre (ami a részecskék viselkedését írja le) és a Sötét Energiára (ez az a titokzatos erő, ami az univerzumot egyre gyorsabb ütemben terjeszti).

A probléma itt kezdődik: amikor a fizikusok elkezdenék a számokat, a végeredmény egy tiszta káosz. A képletek alapján a sötét energiának hatalmasnak kellene lennie – olyan mértékűnek, amit el sem tudunk képzelni. Azonban, amikor a távcsővel a tájra nézünk, az érték elképesztően kicsi. Olyan ez, mintha egy kávécsészkét úgy számolnál ki, hogy az 22 kilós, de amikor elnyered, könnyebb, mint egy toll.

A matematika egyszerűen nem egyezik a valósággal. És a fizikusok gyomorna rendesen megromlik ettől.

Megérkezett a „Sötét Dimenzió”

Egy izgalmas, friss tanulmányban Ignatios Antoniadis és Dieter Lüst egy olyan megoldást javasoltak, ami egyszerre elegáns és furcsa. Azt állítják, hogy a mi négydimenziós valóságunk (hosszúság, szélesség, magasság és az idő) valójában „szivárog” egy ötödik dimenzióba. Ezt nevezik a Sötét Dimenzió szináriónak.

Talán már látod is a kérdést: „De mennyire nagy ez az extra dimenzió?”

A húrelmélet legtöbb változatában az extra dimenziókat mikroszkopikus méretűnek képviselik – olyan kicsinek, hogy szinte láthatatlan. De a kutatók itt máshogy gondolják. Azt írják elő, hogy ez az extra dimenzió körülbelül egy mikrométer széles.

Hogy érthető legyen: egy mikrométer egyetlen baktérium méretének körülbelül ennyi. A szubatomikus fizika világában ez a méret hatalmasnak számít. Olyan, mintha kiderülne, hogy a nappalidod mögött egy hatalmas, rejtett tánccsarnok rejlik a falpapír mögött.

Miért változtat ez mindent?

Ez az elmélet a „UV-IR keverés” nevű jelenségre épül. A fizikusok általában azt feltételezik, hogy a mikroszkopikus világ (kvantumfizika) és a makroszkopikus világ (az egész univerzum) különálló rendszerek. Nem beszélnek egymással.

De ha létezik ez az ötödik dimenzió, akkor ezek a két világ valójáben összekapcsolódnak. A sötét energia azért tűnik nekünk olyannyi kicsinek, mert az energia „elszivárog” ebbe az extra dimenzióba. Olyan ez, mint amikor egy vödör vizet öntesz egy hatalmas térközetre: minél több hely áll rendelkezésre, annál vékonyabb és láthatatlanabb lesz a vízréteg.

Ha ez az elmélet igazságosnak bizonyul, az a „Mindent magyarázó elmélet” (String Theory) bizonyítéka lesz, amit a tudósok évtizedek óta keresnek.

Meg tudjuk bizonyítani?

Szerencsére nem csak táblára írt képletekről van szó. A kísérleti fizikusok már keresik a „rövid távú” gravitációs eltéréseket. Ha mikroszkopikus létsząltagon teszteljük a gravitációt, és azt látjuk, hogy az furcsán viselkedik – például erősebb vagy gyomorsabb, mint a számítások alapján várnánk –, akkor találtunk! Találtuk az universumunk szegélyét.

Jelenleg egy apró kulcslyukián keresztül próbálunk betekinteni a másik oldalra. Akár egy valódi fizikai térről van szó, akár egy zseniális matematikai trükkről, a „Sötét Dimenzió” utáni kutatás a modern tudomány egyik legizgalmasabb határa.

Maradjatok kíváncsiak! Az univerzum sokkal nagyobb (és „szivárogósabb”) ennél, amire eddig gondoltunk!