Nella sua modifica più diffusa, la teoria delle stringhe afferma che l'universo esiste in dieci dimensioni, ma sei di esse non possiamo percepirne. Come potrebbero apparire queste dimensioni extra?
Quando qualcuno dice "altre dimensioni", molto spesso pensi a cose come universi paralleli - realtà alternative che esistono parallele alla nostra, in cui il mondo è organizzato in qualche modo o completamente diverso. Tuttavia, la realtà delle misurazioni e il ruolo nella struttura dell'Universo sono molto diversi da una comprensione così popolare.
In poche parole: le dimensioni sono diverse sfaccettature di ciò che percepiamo come realtà. Siamo perfettamente consapevoli delle tre dimensioni spaziali che affrontiamo e in cui viviamo ogni giorno. Determinano la lunghezza, l'altezza e la profondità di tutti gli oggetti nell'universo (e corrispondono agli assi delle coordinate x, y, z).
Tuttavia, alcuni scienziati ritengono che, oltre alle tre dimensioni visibili, ce ne possano essere altre. Secondo le basi della teoria delle stringhe, l'universo esiste in dieci diverse dimensioni. Recentemente abbiamo pubblicato un materiale su come queste dimensioni aggiuntive, non percepite da noi, possono essere distorte, compattate, - può essere letto a questo link. Pertanto, questi diversi aspetti determinano le forze fondamentali della natura e di tutte le particelle elementari nell'universo.
Cominciamo in ordine. La prima dimensione, come abbiamo già notato, determina la lunghezza (asse x). È conveniente descrivere un oggetto unidimensionale con una linea retta che esiste solo all'interno del concetto di lunghezza e non ha altre caratteristiche distintive. Se aggiungi una seconda dimensione, l'asse y o l'altezza, ottieni un oggetto bidimensionale (ad esempio, un quadrato).
I cerchi rappresentano dimensioni spaziali extra, rannicchiate in ogni punto dello spazio tridimensionale che conosciamo.
La terza dimensione caratterizza la profondità (asse z) - fornisce a tutti gli oggetti il concetto di area e sezione trasversale. L'esempio ideale sarebbe un cubo: esiste in tre dimensioni: ha lunghezza, altezza e profondità, e quindi volume.
La quarta dimensione è il tempo, e questa può già essere chiamata la sua interpretazione classica e generalmente accettata. È una parte inseparabile del continuum spazio-temporale. Determina le proprietà di tutta la materia conosciuta in un dato momento. Insieme ad altre tre dimensioni, per determinare la posizione di un oggetto nell'Universo, è necessario conoscere la sua posizione nel tempo. Quindi, queste quattro dimensioni definiscono la nostra realtà: l'Universo, a cui siamo abituati e che comprendiamo in un modo o nell'altro.
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Oltre alle dimensioni sopra descritte, ce ne sono altre sette che non sono così ovvie, ma possono comunque essere percepite per impatto diretto sull'universo e sulla realtà come la conosciamo. Altre dimensioni aggiuntive sono associate a possibilità più profonde. I fisici si trovano di fronte a serie domande quando cercano di spiegare le loro interazioni con quattro dimensioni "fondamentali".
Cronologia dell'espansione dell'universo, a partire dal Big Bang. Secondo la teoria delle stringhe, questo è solo uno dei tanti mondi possibili.
Secondo la teoria delle superstringhe, il concetto di mondi possibili sorge nella quinta e sesta dimensione. Se potessimo percepire la quinta dimensione, vedremmo un mondo in qualche modo diverso da quello a cui siamo abituati. Saremmo in grado di misurare le somiglianze e le differenze tra i mondi possibili e il nostro.
Nella sesta dimensione, vedremmo il piano dei mondi possibili, dove potremmo confrontare e determinare la posizione di tutti i possibili universi che hanno avuto inizio nelle stesse condizioni del nostro (cioè il Big Bang). Teoricamente, se riuscissimo a padroneggiare la quinta e la sesta dimensione, potremmo spostarci nel passato o in diverse varianti del futuro.
Nella settima dimensione, avremmo accesso a mondi possibili che sono sorti in condizioni iniziali diverse. Mentre nella quinta e nella sesta dimensione le condizioni iniziali erano le stesse e le conseguenze erano diverse, in questa dimensione tutto è diverso dall'inizio del tempo. L'ottava dimensione fornisce anche l'accesso al piano di tali possibili universi, ognuno dei quali è iniziato in condizioni diverse. Questi universi si ramificano all'infinito, motivo per cui sono chiamati infiniti.
Nella nona dimensione, abbiamo l'opportunità di confrontare le storie di tutti i possibili universi che hanno avuto origine sotto tutte le possibili leggi della fisica e condizioni iniziali. Infine, nella decima dimensione, ci troviamo nel punto in cui tutto il possibile e l'immaginabile è aperto. Oltre a ciò, esseri così limitati come non siamo in grado di immaginare nulla, il che rende questa dimensione un limite naturale di ciò che possiamo comprendere a questo riguardo.
Varietà di Calabi a sei dimensioni - Yau può contenere le dimensioni extra previste dalla teoria delle superstringhe.
L'esistenza di queste sei dimensioni aggiuntive, che non possiamo percepire, è necessaria per la teoria delle stringhe: esse derivano naturalmente da calcoli matematici e modelli della teoria, e quindi descrivono l'universo nell'ambito di questa teoria. Il fatto che percepiamo solo quattro dimensioni dello spazio-tempo può essere spiegato da uno dei due meccanismi: o le dimensioni extra sono compattate su scala molto piccola, oppure viviamo in una sottovarietà tridimensionale - una specie di brana che limita tutte le particelle conosciute, esclusa la gravità (teoria crusca).
Se le dimensioni extra sono effettivamente compattate, devono esistere come le cosiddette varietà di Calabi-Yau. Nonostante siano inaccessibili alla percezione dei nostri sensi, in questo caso determinerebbero la formazione dell'Universo sin dall'inizio. Questo è il motivo per cui gli scienziati ritengono che guardare indietro nel tempo con i telescopi e osservare la luce dall'universo primordiale probabilmente li aiuterà a vedere come l'esistenza di queste dimensioni extra potrebbe aver influenzato l'evoluzione del cosmo.
Essendo uno dei candidati per una teoria del tutto, sostenendo che l'universo è costituito da dieci dimensioni (o più, a seconda della teoria di cui parli), la teoria delle stringhe cerca di riconciliare il modello standard della fisica delle particelle con la relatività generale (la teoria della gravità). In sostanza, questo è un tentativo di spiegare e descrivere come interagiscono tutte le forze conosciute dell'universo e come possono essere organizzati altri possibili universi.
Vladimir Guillen
