Em sua modificação mais difundida, a teoria das cordas afirma que o universo existe em dez dimensões, mas seis delas não podemos perceber. Como podem ser essas dimensões extras?
Quando alguém diz “outras dimensões”, na maioria das vezes você pensa em coisas como universos paralelos - realidades alternativas que existem paralelas à nossa, nas quais o mundo está organizado de alguma forma ou completamente diferente. No entanto, a realidade das medições e o papel na estrutura do Universo são muito diferentes de um entendimento tão popular.
Em suma: as dimensões são facetas diferentes do que percebemos como realidade. Temos perfeita consciência das três dimensões espaciais que enfrentamos e nas quais vivemos todos os dias. Eles determinam o comprimento, altura e profundidade de todos os objetos no Universo (e correspondem aos eixos das coordenadas x, y, z).
No entanto, alguns cientistas acreditam que, além das três dimensões visíveis, podem existir outras. De acordo com os fundamentos da teoria das cordas, o universo existe em dez dimensões diferentes. Recentemente publicamos um material sobre como essas dimensões adicionais, não percebidas por nós, podem ser torcidas, compactadas, - pode ser lido neste link. Assim, esses diferentes aspectos determinam as forças fundamentais da natureza e todas as partículas elementares do universo.
Vamos começar em ordem. A primeira dimensão, como já observamos, determina o comprimento (eixo x). É conveniente descrever um objeto unidimensional por uma linha reta que existe apenas dentro do conceito de comprimento e não possui outras características distintivas. Se você adicionar uma segunda dimensão a ele, o eixo y, ou altura, obterá um objeto bidimensional (por exemplo, um quadrado).
Os círculos representam dimensões espaciais extras, enrolados em todos os pontos do espaço tridimensional que conhecemos.
A terceira dimensão caracteriza a profundidade (eixo z) - dá a todos os objetos o conceito de área e seção transversal. O exemplo ideal seria um cubo: ele existe em três dimensões - tem comprimento, altura e profundidade e, portanto, volume.
A quarta dimensão é o tempo, e isso já pode ser chamado de sua compreensão clássica e geralmente aceita. É uma parte inseparável do continuum espaço-tempo. Ele determina as propriedades de todas as matérias conhecidas em um determinado momento. Junto com três outras dimensões, para determinar a posição de um objeto no Universo, você precisa saber sua posição no tempo. Portanto, essas quatro dimensões definem nossa realidade - o Universo, ao qual estamos acostumados e que entendemos em um grau ou outro.
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Além das dimensões descritas acima, existem mais sete que não são tão óbvias, mas ainda podem ser percebidas pelo impacto direto no universo e na realidade como a conhecemos. Outras, dimensões adicionais estão associadas a possibilidades mais profundas. Os físicos enfrentam sérias questões ao tentar explicar suas interações com quatro dimensões "básicas".
Cronologia da expansão do universo, começando com o Big Bang. De acordo com a teoria das cordas, este é apenas um dos muitos mundos possíveis.
De acordo com a teoria das supercordas, o conceito de mundos possíveis surge na quinta e sexta dimensões. Se pudéssemos perceber a quinta dimensão, veríamos um mundo um pouco diferente daquele a que estamos acostumados. Seríamos capazes de medir as semelhanças e diferenças entre os mundos possíveis e o nosso.
Na sexta dimensão, veríamos o plano dos mundos possíveis, onde poderíamos comparar e determinar a localização de todos os universos possíveis que começaram nas mesmas condições que os nossos (ou seja, o Big Bang). Teoricamente, se conseguíssemos dominar a quinta e a sexta dimensões, poderíamos nos mover para o passado ou para diferentes variações do futuro.
Na sétima dimensão, teríamos acesso a mundos possíveis que surgiram sob diferentes condições iniciais. Enquanto na quinta e sexta dimensões as condições iniciais eram as mesmas e as consequências diferentes, nesta dimensão tudo é diferente desde o início dos tempos. A oitava dimensão também fornece acesso ao plano de tais universos possíveis, cada um dos quais começou em condições diferentes. Esses universos se ramificam infinitamente, por isso são chamados de infinitos.
Na nona dimensão, temos a oportunidade de comparar as histórias de todos os universos possíveis que se originaram sob todas as leis possíveis da física e condições iniciais. Finalmente, na décima dimensão, nos encontramos no ponto onde tudo o que é possível e imaginável está aberto. Além disso, seres tão limitados como nós não podemos imaginar nada, o que torna esta dimensão uma limitação natural do que podemos compreender a esse respeito.
Variedades Calabi seis-dimensionais - Yau pode conter as dimensões extras previstas pela teoria das supercordas.
A existência dessas seis dimensões adicionais, que não podemos perceber, é necessária para a teoria das cordas: elas decorrem naturalmente de cálculos matemáticos e modelos da teoria e, portanto, descrevem o universo dentro da estrutura dessa teoria. O fato de percebermos apenas quatro dimensões do espaço-tempo pode ser explicado por um de dois mecanismos: ou as dimensões extras são compactadas em uma escala muito pequena, ou vivemos em uma subvariedade tridimensional - uma espécie de brana que limita todas as partículas conhecidas, excluindo a gravidade (teoria Farelo).
Se as dimensões extras forem de fato compactadas, elas devem existir como as chamadas variedades de Calabi-Yau. Apesar de serem inacessíveis à percepção dos nossos sentidos, neste caso determinariam a formação do Universo desde o início. É por isso que os cientistas acreditam que olhar para trás no tempo com telescópios e observar a luz do universo primitivo provavelmente os ajudará a ver como a existência dessas dimensões extras poderia ter influenciado a evolução do cosmos.
Como um dos candidatos a uma teoria de tudo, argumentando que o universo consiste em dez dimensões (ou mais, dependendo de qual teoria você está falando), a teoria das cordas tenta reconciliar o modelo padrão da física de partículas com a relatividade geral (a teoria da gravidade) Em essência, esta é uma tentativa de explicar e descrever como todas as forças conhecidas do universo interagem e como outros universos possíveis podem ser organizados.
Vladimir Guillen
