Време за четене: 2 минути
Какво друго може да има отвъд трите измерения на пространството и едно на времето? И как можем да започнем да си го представяме?
През 1905 г. Алберт Айнщайн показа в своята Специална теория на относителността, че пространството е тясно свързано с времето чрез ограничението на космическата скорост на светлината и така, строго погледнато, ние живеем във Вселена с четири измерения на пространство-времето. За ежедневни цели обаче, ние мислим за Вселената в три измерения на пространството (север-юг, изток-запад, горе-долу) и едно измерение на времето (минало-бъдеще). В този случай едно пето измерение би било допълнително измерение на пространството.
Такова измерение е предложено независимо от физиците Оскар Клайн и Теодор Калуца през 20-те години на миналия век. Те са вдъхновени от теорията на Айнщайн за гравитацията, която показва, че масата изкривява четириизмерното пространство-време.
Тъй като не сме в състояние да възприемем тези четири измерения, ние приписваме движението в присъствието на масивно тяло, като планета, не на тази кривина, а на „сила“ на гравитацията. Може ли другата известна сила по това време (електромагнитната сила) да се обясни с кривината на допълнително измерение на пространството?
Калуза и Клайн откриха, че може. Но тъй като електромагнитната сила беше 1040 пъти по-силна от гравитацията, кривината на допълнителното измерение трябваше да бъде толкова голяма, че да е навито много по-малко от атом и да бъде невъзможно да се забележи. Когато частица като електрон пътува през космоса, невидима за нас, тя ще обикаля петото измерение като хамстер в колело.
Петизмерната теория на Калуза и Клайн беше нанесена сериозен удар от откриването на две по-фундаментални сили, които действаха в царството на атомното ядро: силните и слабите ядрени сили.
Но идеята, че допълнителните измерения обясняват силите, беше възродена половин век по-късно от привържениците на „струнната теория“, която разглежда основните градивни елементи на Вселената не като частици, а като малки „струни“ от маса-енергия. За да имитират и четирите сили, струните вибрират в 10-измерно пространство-време, с шест пространствени измерения, навити много по-малки от атом.
Теорията на струните породи идеята, че нашата Вселена може да е триизмерен остров или „брана“, плаваща в 10-измерно пространство-време. Това повдигна интригуващата възможност да се обясни защо гравитацията е толкова необикновено слаба в сравнение с другите три основни сили. Докато силите са приковани към браната, гласи идеята, гравитацията изтича в шестте допълнителни пространствени измерения, като значително намалява силата си върху браната.
Има начин да имаме по-голямо пето измерение, което е извито по такъв начин, че да не го виждаме, и това беше предложено от физиците Лиза Рандал и Раман Сундръм през 1999 г. Едно допълнително пространствено измерение може дори да обясни едно от големите космически мистерии: идентичността на „тъмната материя“, невидимите неща, които изглежда превъзхождат видимите звезди и галактики с коефициент шест.
През 2021 г. група физици от университета Йоханес Гутенберг в Майнц, Германия, предложи гравитацията на неизвестни досега частици, разпространяващи се в скрито пето измерение, да се прояви в нашата четириизмерна Вселена като допълнителната гравитация, която в момента приписваме на тъмната материя.
Макар и вълнуваща възможност, струва си да се отбележи, че няма недостиг на възможни кандидати за тъмна материя, включително субатомни частици, известни като аксиони, черни дупки и материя с обратно време от бъдещето!
