Illustrazione: Benjamin Curie (Gizmodo)
Zig AsksIn questo Gizmodo serie, poniamo domande su tutto, dai spazio a mozziconi e ottenere risposte da vari esperti.
Immaginate un mondo in cui si può muovere solo in avanti e indietro lungo una linea. Che si vedeva nulla, ma i singoli punti, davanti a voi, e nulla, ma i singoli punti dietro di voi per un mondo tridimensionale. Ora espandere questo per una seconda dimensione—si può spostare avanti e indietro, e anche di destra e di sinistra, di vivere il mondo come piatto linee in movimento l’uno intorno all’altro. Ma non si poteva praticare un foro in qualcosa in questo universo—si sarebbe diviso a metà. Aggiungere una terza dimensione, e hai profondità, le cose da prendere in forme visibili e si possono muovere nessuna altra, diventando il ricco mondo in cui viviamo oggi. Poi c’è una quarta dimensione, il tempo, attraverso la quale si può solo sperimentare il movimento in avanti.
Che cosa se ci fosse una quinta dimensione attraverso la quale le cose potrebbero andare? Come sarebbe? Esiste da qualche altra parte, oscurato dai nostri quattro dimensioni di cervello? O che se l’universo segretamente ha undici dimensioni, alcune delle quali sono arricciati e solo vissuto la più piccola unità di massa?
Come chiunque sia preso una classe di fisica (o fumato erbaccia) ci siamo chiesti se una quinta dimensione potrebbe esistere da qualche parte nell’universo, e se è così, che cosa sarebbe come. Abbiamo raggiunto fuori a tutti i fisici e i matematici, per aiutarci a capire e si scopre che c’è un sacco di disaccordo che circonda la questione.
Djuna Croon
Ricercatore post-dottorato presso in TRIUMF Teoria di Gruppo, Vancouver, BC, Canada
L’esistenza di una quinta dimensione, è un’interessante possibilità che possono o non possono essere realizzati in natura. In particolare, in una dimensione che si comporta come spazio (invece di come il tempo), ma è compatta, piuttosto che infinite sono presenti in molte teorie della fisica delle particelle. La dimensione extra, ad esempio, possono spiegare le proprietà delle particelle che osserviamo nei nostri esperimenti. Si può anche prevedere l’esistenza di altre particelle, o spiegare come la gravità si comporta.
Che la quinta dimensione “reale” o non, può fornire un utile matematica dispositivo. La 5D immagine ci permette di calcolare le cose che sono molto più difficili da calcolare in 4D.
Ci sarà probabilmente mai vedere direttamente la quinta dimensione, ma questo non significa che non riusciamo a trovare prove convincenti. Per esempio, nessuno ha mai rilevato la presenza di un quark isolato, ma il quark modello fa un lavoro incredibile di spiegare le proprietà di grandi dimensioni, particelle composte (adroni). A causa di questo, oggi gli scienziati sono d’accordo che i quark sono particelle fondamentali. Allo stesso modo, se vogliamo raccogliere prove sufficienti che la 5D teorie “lavoro”—spiegano i dati esistenti e di assicurare il successo previsioni—quindi l’esistenza di una quinta dimensione sarebbe molto ben motivati.
“La teoria delle stringhe è in realtà solo coerente, se voi non avete solo una quinta dimensione, ma anche un sesto, settimo, ottavo, nono e decimo dimensione.”
Tim Donzella
Fisico presso l’Istituto di Fisica Teorica dell’Università di Tecnologia di Vienna
Io sono una stringa teorico e come tale sto cercando di combinare la teoria di Einstein della relatività generale con la meccanica quantistica. La teoria delle stringhe è in realtà solo coerente, se voi non avete solo una quinta dimensione, ma anche un sesto, settimo, ottavo, nono e decimo dimensione. Se non si dispone di queste dimensioni extra e quindi non è possibile scrivere una teoria coerente teoria che descrive il nostro universo.
Come dimensioni extra, come? Dal momento che noi non possiamo vedere loro, hanno dimensioni molto piccole. Il classico esempio è una di paglia. Da lontano sembra un 1-dimensionale oggetto, ma se si guarda da vicino si vede che non ha una seconda dimensione, che è un cerchio. Così la quinta dimensione, in cui vorresti essere ovunque nello spazio dovrebbe essere un cerchio che è molto piccolo. Dal momento che è così piccolo che noi non possiamo vedere. Non ci sono più elaborate modi sperimentalmente ricerca per dimensione in più che non con la luce e un microscopio, ma tutti hanno in comune che possono solo dare un limite superiore alla lunghezza della circolare dimensione extra. Quindi, a seconda di quanto piccolo o grande, ad una dimensione extra, è, potremmo scoprire che in un futuro prossimo o potenzialmente mai.
Se si dispone di più di una dimensione extra possono essere tutte circolare, ma in linea di principio si può anche avere forme più complicate. Così, per esempio, due dimensioni extra potrebbe prendere la forma di una ciambella (questo è essenzialmente due cerchi) o possono essere per esempio una sfera.
La grande domanda è, se c’è uno o più dimensioni extra allora perché sono così diversi dai tre dimensioni spaziali a cui siamo abituati. Questi non sono piccoli circoli, ma molto grande. Potrebbero essere giganteschi cerchi ed è possibile che se si vola con la tua astronave per un tempo molto lungo in una direzione che è tornato sulla Terra. Non abbiamo prove per tale circolarità di una qualsiasi delle tre dimensioni, ma non è da escludere che sia. Sicuramente i nostri tre dimensioni sono molto diverse, dalle più piccole dimensioni extra e ci sono speculazioni per il motivo che è ma niente di tutto questo è veramente capito. Un problema, per esempio, avendo solo due grandi dimensione (destra-sinistra e alto-basso, ma non avanti e indietro) è che la vita come la conosciamo non potrebbe esistere. Problemi simili si potrebbe o non potrebbe esistere per più di tre ampie dimensioni dello spazio. Quindi potrebbe essere che la vita come la conosciamo i favori di una volta, e tre grandi dimensioni (ma di nuovo, questo è ben lungi dall’essere veramente capito).
“…assenza di prove, o anche plausibile ragione per l’esistenza di tali dimensioni si può anche discutere se unicorni merda arcobaleni.”
Sabine Hossenfelder
Assegnista di ricerca presso l’Istituto di Francoforte di Studi Avanzati
Non abbiamo nessuna prova dell’esistenza di una quinta dimensione dello spazio. I fisici certamente perseguire idee secondo cui ci potrebbe essere una quinta dimensione (o più di cinque dimensioni), ma dal momento che non ci sono prove, sono sempre seguire le idee di scuse per spiegare perché non avete visto la nuova dimensione(s). In genere è perché vorremmo solo vedere le nuove dimensioni a distanze più o meno lunghi di quello che abbiamo misurato finora.
Ora ci sono un sacco di fisici teorici che vivono calcolare dettagli di modelli con dimensioni extra, come, ad esempio, se una quinta dimensione esisteva con queste specifiche proprietà che cosa può fare a questo urto nella radiazione cosmica di fondo, o tali. Ma in assenza di prove, o anche plausibile ragione per l’esistenza di tali dimensioni si può anche discutere se unicorni merda arcobaleni.
Peter Woit
Senior Lecturer presso il dipartimento di Matematica Università di Columbia
Ci sono un sacco di modi per aggiungere una quinta dimensione, il problema è solo che se è qualche cosa come le altre quattro, non c’è nessuna evidenza sperimentale per esso a tutti, e non valida la teoria che utilizza un nascosto quinta dimensione di spiegare niente di convincente. Il Modello Standard delle particelle elementari è una teoria geometrica, e, come tale, coinvolge le dimensioni geometriche oltre le solite quattro space-time. Ma questi “interne” dimensioni si comportano in modo molto diverso, non attenersi a tutte le leggi fisiche che regolano lo spazio e il tempo.
“Se ci sono altre dimensioni, devono in qualche modo essere nascosti dal nostro avviso.”
Sean Carroll
Professore di ricerca presso il Dipartimento di Fisica presso il California Institute of Technology
Non abbiamo idea se c’è un quinto (o sesto, settimo…), o dimensione, non. La possibilità è prevista da alcuni molto promettenti teorie, come la teoria delle stringhe, ma non c’è nessuna evidenza sperimentale a favore di esso ancora. Se ci sono altre dimensioni, devono in qualche modo essere nascosti dal nostro avviso. Che potrebbe essere perché sono arricciati in una palla, o perché le particelle e le forze di cui siamo fatti si sono limitate a un tre-dimensionale “brane” all’interno di uno spazio più grande. I fisici stanno svolgendo ricerche sperimentali per tutte le varie possibilità.
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