Një nga detyrat kryesore të fizikës teorike sot është të gjejë një përgjigje për pyetjen nëse ka dimensione më të larta. A përbëhet me të vërtetë hapësira vetëm nga gjatësia, gjerësia dhe lartësia, apo është vetëm një kufizim i perceptimit njerëzor? Për mijëvjeçarë, shkencëtarët kundërshtuan me forcë idenë e ekzistencës së një hapësire shumëdimensionale. Megjithatë, revolucioni shkencor dhe teknologjik ka ndryshuar shumë dhe sot shkenca nuk është më aq kategorike për çështjen e dimensioneve më të larta.
Cili është thelbi i konceptit të "hapësirës shumëdimensionale"?
Njeriu jeton në një botë që përbëhet nga tre dimensione. Koordinatat e çdo objekti mund të shprehen në tre vlera. Dhe ndonjëherë dy - kur bëhet fjalë për atë që është në sipërfaqen e Tokës.
Gjatësia, gjerësia dhe lartësia mund të përdoren për të përshkruar si objektet tokësore ashtu edhe trupat qiellorë - planetët, yjet dhe galaktikat. Ato janë gjithashtu të mjaftueshme për gjërat që banojnë në mikrokozmos - molekulat, atomet dhe elementaregrimcat. Dimensioni i katërt konsiderohet të jetë koha.
Duhet të ketë të paktën pesë dimensione në një hapësirë shumëdimensionale. Fizika teorike moderne ka zhvilluar shumë teori për hapësira me dimensione të ndryshme - deri në 26. Ekziston edhe një teori që përshkruan një hapësirë me një numër të pafund dimensionesh.
Nga Euklidi te Ajnshtajni
Fizikanët dhe matematikanët e Antikitetit, Mesjetës dhe Kohëve Moderne mohuan kategorikisht mundësinë e ekzistencës së dimensioneve më të larta. Disa matematikanë madje nxorën arsyetime për kufizimin e hapësirës me tre parametra. Gjeometria Euklidiane mori vetëm tre dimensione.
Para ardhjes së relativitetit të përgjithshëm, shkencëtarët përgjithësisht e konsideronin hapësirën shumëdimensionale si një temë të padenjë për studim dhe avancim të teorive. Kur Albert Ajnshtajni formuloi konceptet e hapësirë-kohës, duke kombinuar tre dimensione me të katërtin, koha, siguria në këtë çështje u zhduk menjëherë.
Teoria e relativitetit vërteton se koha dhe hapësira nuk janë gjëra të ndara dhe të pavarura. Për shembull, nëse astronautët hipin në një anije që lëviz me shpejtësi të madhe për një kohë të gjatë, atëherë pas kthimit në Tokë ata do të jenë më të rinj se moshatarët e tyre. Arsyeja është se për ta do të kalojë më pak kohë sesa për njerëzit në Tokë.
Teoria Kaluza-Klein
Në vitin 1921, matematikani gjerman Theodor Kaluza, duke përdorur ekuacionet e teorisë së relativitetit, krijoi një teori qëi cili për herë të parë kombinoi gravitetin dhe elektromagnetizmin. Sipas kësaj teorie, hapësira ka pesë dimensione (përfshirë kohën).
Në vitin 1926, fizikani suedez Oscar Klein nxori justifikimin për padukshmërinë e dimensionit të pestë, të përshkruar nga Kaluza. Ai konsistonte në faktin se dimensionet më të larta janë të ngjeshura në një vlerë tepër të vogël, e cila quhet vlera Planck dhe është 10-35. Më pas, kjo formoi bazën e teorive të tjera të hapësirës shumëdimensionale.
Teoria e fijeve
Kjo fushë e fizikës teorike është shumë më premtuese. Teoria e fijeve pretendon të jetë ajo që fizikanët kanë kërkuar që nga ardhja e relativitetit të përgjithshëm. Kjo është e ashtuquajtura teori e gjithçkaje.
Fakti është se dy parime themelore fizike - teoria e relativitetit dhe mekanika kuantike - janë në kontradiktë të pazgjidhshme me njëra-tjetrën. Teoria e gjithçkaje është një koncept hipotetik që mund të shpjegojë këtë paradoks. Nga ana tjetër, teoria e fijeve është më e përshtatshme për këtë rol.
Thelbi i tij është që në nivelin nënatomik të strukturës së botës, grimcat dridhen, të ngjashme me dridhjet e telave të zakonshëm, për shembull, një violinë. Nga këtu mori emrin teoria. Për më tepër, dimensionet e këtyre vargjeve janë jashtëzakonisht të vogla dhe luhaten rreth gjatësisë së Planck - e njëjta gjë që shfaqet në teorinë Kaluza-Klein. Nëse një atom zmadhohet në madhësinë e një galaktike, atëherë vargu do të arrijë vetëm madhësinë e një peme të rritur. Teoria e fijeve funksionon vetëm në hapësirën shumëdimensionale. Dhe ka disaversionet. Disa kërkojnë hapësirë 10-dimensionale, ndërsa të tjerat kërkojnë hapësirë 26-dimensionale.
Në kohën e fillimit të saj, teoria e fijeve u perceptua nga fizikanët me shumë skepticizëm. Por sot ajo është më e popullarizuara, dhe shumë fizikanë teorikë janë të angazhuar në zhvillimin e saj. Megjithatë, nuk është ende e mundur të vërtetohen dispozitat e teorisë në mënyrë eksperimentale.
Hilbert space
Një teori tjetër që përshkruan dimensionet më të larta është hapësira e Hilbertit. Ajo u përshkrua nga matematikani gjerman David Hilbert ndërsa punonte në teorinë e ekuacioneve integrale.
Hapësira e Hilbertit është një teori matematikore që përshkruan vetitë e hapësirës Euklidiane në dimensionin e pafund. Kjo do të thotë, është një hapësirë shumëdimensionale me një numër të pafund dimensionesh.
Hyperspace në fantashkencë
Ideja e hapësirës shumëdimensionale ka rezultuar në shumë komplote fantastiko-shkencore - si letrare ashtu edhe kinematografike.
Kështu, në tetralogjinë "Këngët e Hyperionit" të Dan Simmons-it, njerëzimi përdor një rrjet të portaleve null hiperhapësinore të afta për të transferuar në çast objekte në një distancë të gjatë. Në Starship Troopers të Robert Heinlein, ushtarët përdorin gjithashtu hiperhapësirën për të udhëtuar.
Ideja e fluturimit në hiperhapësirë është përdorur në shumë filma të operës në hapësirë, duke përfshirë sagën e famshme Star Wars dhe serialin televiziv Babylon 5.
Komploti i filmit "Interstellar" është pothuajse tërësisht i lidhur me idenëdimensione më të larta. Në kërkim të një planeti të përshtatshëm për kolonizim, heronjtë udhëtojnë nëpër hapësirë përmes vrimave të krimbave - një tunel hiperhapësirë që çon në një sistem tjetër. Dhe drejt fundit, personazhi kryesor hyn në botën e hapësirës shumëdimensionale, me ndihmën e së cilës ai arrin të transferojë informacionin në të kaluarën. Filmi gjithashtu tregon qartë lidhjen midis hapësirës dhe kohës, të konkluduar nga Ajnshtajni: për astronautët, koha kalon më ngadalë sesa për personazhet në Tokë.
Në filmin "Cube 2: Hypercube" personazhet e gjejnë veten brenda një teserakti. Pra, në teorinë e dimensioneve më të larta quhet një kub shumëdimensional. Në kërkim të një rrugëdaljeje, ata e gjejnë veten në universe paralele, ku takojnë versionet e tyre alternative.
Ideja e një hapësire shumëdimensionale është ende fantastike dhe e paprovuar. Megjithatë, sot është shumë më afër dhe më reale se disa dekada më parë. Është shumë e mundur që në shekullin e ardhshëm, shkencëtarët të zbulojnë një mënyrë për të lëvizur në dimensione më të larta dhe, për rrjedhojë, për të udhëtuar në botë paralele. Deri atëherë, njerëzit do të fantazojnë shumë për këtë temë, duke shpikur histori të mahnitshme.
