Wanneer iemand 'verschillende dimensies' noemt, hebben we de neiging om te denken aan zaken als parallelle universums - alternatieve realiteiten die parallel bestaan aan de onze, maar waar dingen werken of anders zijn gebeurd. De realiteit van dimensies en hoe ze een rol spelen in de ordening van ons universum is echter heel anders dan deze populaire karakterisering.
Om het op te splitsen, dimensies zijn gewoon de verschillende facetten van wat we waarnemen als realiteit. We zijn ons onmiddellijk bewust van de drie dimensies die ons dagelijks omringen - de dimensies die de lengte, breedte en diepte van alle objecten in onze universa definiëren (respectievelijk de x-, y- en z-assen).
Afgezien van deze drie zichtbare dimensies, geloven wetenschappers dat er nog veel meer kunnen zijn. In feite stelt het theoretische kader van de Superstring Theory dat het universum in tien verschillende dimensies bestaat. Deze verschillende aspecten beheersen het universum, de fundamentele krachten van de natuur en alle elementaire deeltjes die zich daarin bevinden.
De eerste dimensie, zoals reeds opgemerkt, is dat wat het lengte geeft (ook bekend als de x-as). Een goede beschrijving van een eendimensionaal object is een rechte lijn, die alleen in lengte bestaat en geen andere waarneembare eigenschappen heeft. Voeg er een aan toe tweede dimensie, de y-as (of hoogte), en je krijgt een object dat een tweedimensionale vorm wordt (zoals een vierkant).
De derde dimensie betreft diepte (de z-as) en geeft alle objecten een gevoel van oppervlakte en een doorsnede. Het perfecte voorbeeld hiervan is een kubus, die in drie dimensies bestaat en een lengte, breedte, diepte en dus volume heeft. Naast deze drie liggen de zeven dimensies die ons niet onmiddellijk duidelijk zijn, maar die nog steeds kunnen worden waargenomen als een direct effect op het universum en de realiteit zoals we die kennen.
Wetenschappers zijn van mening dat de vierde dimensie is tijd, die de eigenschappen van alle bekende materie op een bepaald punt regelt. Samen met de drie andere dimensies is het kennen van de positie van een object in de tijd essentieel om zijn positie in het universum in kaart te brengen. De andere dimensies zijn waar de diepere mogelijkheden in het spel komen, en het uitleggen van hun interactie met de anderen is waar het voor natuurkundigen bijzonder lastig wordt.
Volgens de Superstring Theory ontstaan in de vijfde en zesde dimensie het idee van mogelijke werelden. Als we door konden kijken naar de vijfde dimensie, zouden we een wereld zien die enigszins verschilt van de onze, die ons een middel zou geven om de gelijkenis en verschillen tussen onze wereld en andere mogelijke te meten.
In de zesde, zouden we een vlak van mogelijke werelden zien, waar we alle mogelijke universums kunnen vergelijken en positioneren die beginnen met dezelfde beginvoorwaarden als deze (d.w.z. de oerknal). Als je de vijfde en zesde dimensie zou kunnen beheersen, zou je in theorie terug kunnen reizen in de tijd of naar een andere toekomst kunnen gaan.
In de zevende dimensieheb je toegang tot de mogelijke werelden die beginnen met verschillende beginvoorwaarden. Terwijl in de vijfde en zesde de beginvoorwaarden hetzelfde waren en de daaropvolgende acties anders, hier is alles vanaf het allereerste begin anders. De achtste dimensie geeft ons opnieuw een vlak van zulke mogelijke universumgeschiedenissen, die elk beginnen met verschillende beginvoorwaarden en zich oneindig vertakken (vandaar waarom ze oneindigheden worden genoemd).
In de negende dimensiekunnen we alle mogelijke universumgeschiedenissen vergelijken, te beginnen met alle verschillende mogelijke natuurkundige wetten en beginvoorwaarden. In de tiende en laatste dimensiekomen we op het punt waarop al het mogelijke en denkbare aan bod komt. Afgezien hiervan kunnen wij ons, stervelingen, niets voorstellen, wat het de natuurlijke beperking maakt van wat we ons in termen van dimensies kunnen voorstellen.
Het bestaan van deze extra zes dimensies die we niet kunnen waarnemen is nodig voor de snaartheorie om consistentie in de natuur te hebben. Het feit dat we slechts vier dimensies van de ruimte kunnen waarnemen, kan worden verklaard door een van twee mechanismen: ofwel worden de extra dimensies op zeer kleine schaal verdicht, ofwel kan onze wereld leven op een driedimensionaal submanifold dat overeenkomt met een braan, op welke alle bekende deeltjes behalve de zwaartekracht zouden worden beperkt (ook bekend als de brane-theorie).
Als de extra afmetingen worden verdicht, moeten de extra zes afmetingen de vorm hebben van een Calabi – Yau-verdeelstuk (hierboven afgebeeld). Hoewel onzichtbaar wat onze zintuigen betreft, zouden ze vanaf het begin de vorming van het universum hebben geregeerd. Daarom geloven wetenschappers dat ze, door terug te kijken in de tijd, telescopen gebruiken om licht uit het vroege universum te spotten (dat wil zeggen miljarden jaren geleden), misschien zouden kunnen zien hoe het bestaan van deze extra dimensies de evolutie van de kosmos zou kunnen hebben beïnvloed.
Net als andere kandidaten voor een grootse verenigende theorie - ook bekend als de Theory of Everything (TOE) - is de overtuiging dat het universum uit tien dimensies bestaat (of meer, afhankelijk van welk model snaartheorie je gebruikt) een poging om de standaardmodel van deeltjesfysica met het bestaan van zwaartekracht. Kortom, het is een poging om uit te leggen hoe alle bekende krachten in ons universum op elkaar inwerken en hoe andere mogelijke universa zelf zouden kunnen werken.
Voor meer informatie, hier is een artikel over Space Magazine over parallelle universums en een ander over een parallel universum waarvan wetenschappers dachten dat ze ontdekten dat het niet echt bestaat.
Er zijn ook enkele andere geweldige bronnen online. Er is een geweldige video die de tien dimensies in detail uitlegt. Je kunt ook kijken op de PBS-website voor het tv-programma Elegant universe. Het heeft een geweldige pagina over de tien dimensies.
Je kunt ook luisteren naar Astronomy Cast. Misschien vind je aflevering 137 The Large Scale Structure of the Universe best interessant.
Bron: PBS
