Quando qualcuno menziona "dimensioni diverse", tendiamo a pensare a cose come universi paralleli - realtà alternative che esistono parallele alla nostra, ma dove le cose funzionano o sono accadute in modo diverso. Tuttavia, la realtà delle dimensioni e il modo in cui svolgono un ruolo nell'ordinamento del nostro Universo è davvero molto diverso da questa caratterizzazione popolare.
Per scomporlo, le dimensioni sono semplicemente le diverse sfaccettature di ciò che percepiamo come realtà. Siamo immediatamente consapevoli delle tre dimensioni che ci circondano su base giornaliera - quelle che definiscono la lunghezza, la larghezza e la profondità di tutti gli oggetti nei nostri universi (rispettivamente gli assi x, ye z).
Al di là di queste tre dimensioni visibili, gli scienziati ritengono che potrebbero essercene molte altre. In effetti, la struttura teorica della teoria delle superstringhe ipotizza che l'universo esista in dieci diverse dimensioni. Questi diversi aspetti sono ciò che governa l'universo, le forze fondamentali della natura e tutte le particelle elementari contenute al suo interno.
Il prima dimensione, come già notato, è ciò che gli conferisce la lunghezza (ovvero l'asse x). Una buona descrizione di un oggetto monodimensionale è una linea retta, che esiste solo in termini di lunghezza e non ha altre qualità riconoscibili. Aggiungi ad esso a seconda dimensione, l'asse y (o l'altezza) e ottieni un oggetto che diventa una forma bidimensionale (come un quadrato).
Il terza dimensione coinvolge la profondità (l'asse z) e dà a tutti gli oggetti un senso di area e una sezione trasversale. L'esempio perfetto di questo è un cubo, che esiste in tre dimensioni e ha una lunghezza, larghezza, profondità e quindi volume. Al di là di questi tre si trovano le sette dimensioni che non ci sono immediatamente evidenti, ma che possono ancora essere percepite come aventi un effetto diretto sull'universo e sulla realtà così come la conosciamo.
Gli scienziati ritengono che il quarta dimensione è il tempo, che governa le proprietà di tutta la materia nota in un dato punto. Insieme alle altre tre dimensioni, conoscere una posizione degli oggetti nel tempo è essenziale per tracciare la sua posizione nell'universo. Le altre dimensioni sono dove entrano in gioco le possibilità più profonde, e spiegando la loro interazione con gli altri è dove le cose diventano particolarmente difficili per i fisici.
Secondo la teoria delle superstringhe, la quinta e la sesta dimensione sono dove sorge la nozione di mondi possibili. Se potessimo vedere fino al quinta dimensione, vedremmo un mondo leggermente diverso dal nostro che ci darebbe un mezzo per misurare la somiglianza e le differenze tra il nostro mondo e altri possibili.
Nel sesto, vedremmo un piano di mondi possibili, in cui potremmo confrontare e posizionare tutti i possibili universi che iniziano con le stesse condizioni iniziali di questo (cioè il Big Bang). In teoria, se potessi dominare la quinta e la sesta dimensione, potresti viaggiare indietro nel tempo o andare verso futuri diversi.
Nel settima dimensione, hai accesso ai mondi possibili che iniziano con diverse condizioni iniziali. Mentre nel quinto e sesto posto le condizioni iniziali erano le stesse e le azioni successive erano diverse, qui tutto è diverso dall'inizio dei tempi. Il ottava dimensione ancora una volta ci fornisce un piano di tali possibili storie universali, ognuna delle quali inizia con condizioni iniziali diverse e si ramifica all'infinito (quindi perché sono chiamate infiniti).
Nel nona dimensione, possiamo confrontare tutte le possibili storie dell'universo, a partire da tutte le diverse leggi possibili della fisica e delle condizioni iniziali. Nel decima e ultima dimensione, arriviamo al punto in cui tutto ciò che è possibile e immaginabile è coperto. Oltre a ciò, nulla può essere immaginato da noi umili mortali, il che lo rende il limite naturale di ciò che possiamo concepire in termini di dimensioni.
L'esistenza di queste sei dimensioni aggiuntive che non possiamo percepire è necessaria per la teoria delle stringhe affinché siano coerenti nella natura. Il fatto che siamo in grado di percepire solo quattro dimensioni dello spazio può essere spiegato da uno dei due meccanismi: o le dimensioni extra sono compattate su scala molto piccola, oppure il nostro mondo può vivere su una sottomenifold tridimensionale corrispondente a una brana, su che tutte le particelle conosciute oltre alla gravità sarebbero limitate (alias teoria della brane).
Se le dimensioni extra vengono compattate, le sei dimensioni extra devono essere nella forma di un collettore Calabi-Yau (mostrato sopra). Sebbene impercettibili per quanto riguarda i nostri sensi, avrebbero governato la formazione dell'universo sin dall'inizio. Ecco perché gli scienziati credono che guardare indietro nel tempo, usando i telescopi per individuare la luce dall'universo primordiale (cioè miliardi di anni fa), potrebbero essere in grado di vedere come l'esistenza di queste dimensioni aggiuntive avrebbe potuto influenzare l'evoluzione del cosmo.
Proprio come gli altri candidati per una grande teoria unificante - nota anche come Theory of Everything (TOE) - la convinzione che l'universo sia composto da dieci dimensioni (o più, a seconda del modello di teoria delle stringhe che usi) è un tentativo di conciliare il modello standard di fisica delle particelle con l'esistenza della gravità. In breve, è un tentativo di spiegare come tutte le forze conosciute all'interno del nostro universo interagiscono e come potrebbero funzionare altri universi possibili.
Per ulteriori informazioni, ecco un articolo sulla rivista Space sugli universi paralleli e un altro su un universo parallelo che gli scienziati hanno pensato di aver scoperto che in realtà non esiste.
Ci sono anche altre ottime risorse online. C'è un ottimo video che spiega in dettaglio le dieci dimensioni. È inoltre possibile consultare il sito Web di PBS per la serie TV Elegante universo. Ha una grande pagina sulle dieci dimensioni.
Puoi anche ascoltare Astronomy Cast. Potresti trovare interessante l'episodio 137 The Large Scale Structure of the Universe.
Fonte: PBS
