În ultimii 25 de ani, fizicienii s-au confruntat cu o problemă majoră: teoria corzilor, considerată cea mai promițătoare „teorie a totului”, nu poate explica un fapt fundamental observat în universul nostru – expansiunea sa accelerată. Acum, noi abordări oferă soluții fascinante, dar care ne cer să privim realitatea într-un mod complet diferit, relatează NewScientist.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Teoria corzilor propune că toate particulele elementare din natură sunt de fapt mici corzi vibrante, atât de minuscule încât nu le putem observa direct. Diferitele moduri în care vibrează aceste corzi determină ce tip de particulă observăm, fie că e vorba de electroni, cuarci sau de misteriosul boson Higgs.
„Teoria corzilor este singurul nostru candidat viabil pentru o teorie care să explice toate forțele naturii într-un cadru unificat,” explică Antonio Padilla, fizician la Universitatea din Nottingham.
Spre deosebire de teoriile anterioare, teoria corzilor reușește să reunească toate cele patru forțe fundamentale cunoscute: gravitația, electromagnetismul, forța nucleară slabă și forța nucleară puternică. Această unificare este visul oricărui fizician teoretic.
Problema expansiunii accelerate
În anii ’90, astronomii au făcut o descoperire uluitoare: universul nostru nu doar că se expandează, dar o face din ce în ce mai repede. Această accelerare, atribuită unei misterioase „energii întunecate”, a devenit o piatră de poticnire majoră pentru teoria corzilor.
„Teoria corzilor poate descrie miliarde și miliarde de universuri potențiale, dar foarte puține dintre ele prezintă expansiunea accelerată pe care o observăm în universul nostru,” spune Ulf Danielsson de la Universitatea Uppsala din Suedia.
Lumea noastră ca o membrană
Pentru a rezolva această dilemă, cercetătorii explorează acum ideea că universul nostru ar putea fi o „membrană”, un fel de suprafață cu patru dimensiuni (trei de spațiu și una de timp) care plutește într-un spațiu cu mai multe dimensiuni.
Ce înseamnă acest lucru? Imaginați-vă un balon bidimensional plutind într-un spațiu tridimensional. Viețuitoarele de pe suprafața balonului ar percepe doar două dimensiuni, fără să fie conștiente de dimensiunea a treia. Similar, noi percepem patru dimensiuni, dar s-ar putea să existăm într-o realitate cu mai multe dimensiuni.
Două echipe de cercetători oferă perspective diferite:
Modelul bulelor întunecate: Echipa din Uppsala sugerează că universul nostru ar putea fi membrana exterioară a unei „bule întunecate” care există într-un spațiu cu cinci dimensiuni. Aceste bule s-ar forma continuu unele în interiorul altora, fiecare reprezentând un nou univers.
Teoria capătului lumii: Cercetătorii din Nottingham propun ceva și mai radical, că universul nostru este o membrană care separă un spațiu cu cinci dimensiuni de… nimic. Literalmente marginea realității.
„În propunerea noastră, existența noastră este ca o umbră, o proiecție pe un perete la capătul lumii”, explică Padilla.
Dacă aceste teorii sunt corecte, tot ceea ce vedem și experimentăm – de la stele până la atomii din corpurile noastre – ar putea fi doar „umbrele” sau proiecții ale unor procese care se desfășoară într-o realitate cu mai multe dimensiuni.
Particulele fundamentale pe care le detectăm ar fi, de fapt, doar capetele unor corzi care există în principal în dimensiuni pe care nu le putem percepe. E ca și cum am fi personaje bidimensionale într-un film, neconștiente de proiectorul tridimensional din spatele nostru.
Putem dovedi aceste teorii?
Verificarea acestor idei rămâne o provocare uriașă. Fizicienii caută în prezent dovezi ale „scurgerii” gravitației în dimensiuni suplimentare, care ar putea fi detectate prin observarea comportamentului găurilor negre sau prin experimente în acceleratoarele de particule.
„Este cu siguranță prea devreme pentru un verdict final,” spune Ralph Blumenhagen de la Institutul Max Planck pentru Fizică. „Dar dacă se dovedesc corecte, vom avea în sfârșit o explicație pentru accelerarea universului nostru„.
Implicații profunde
Aceste teorii nu sunt doar exerciții matematice abstracte. Ele încearcă să răspundă la una dintre cele mai profunde întrebări ale existenței: Care este natura fundamentală a realității?
Dacă universul nostru este într-adevăr o membrană între dimensiuni, acest lucru ar putea explica nu doar expansiunea sa accelerată, ci și alte mistere precum natura materiei întunecate, originea big bang-ului, și poate chiar ce se întâmplă în interiorul găurilor negre.
Indiferent dacă aceste teorii se vor dovedi corecte sau nu, ele ilustrează natura profund contraintuitivă a universului la scările cele mai mari și mai mici. După cum spunea fizicianul Richard Feynman: „Dacă crezi că înțelegi mecanica cuantică, atunci nu ai înțeles mecanica cuantică.” Același lucru s-ar putea spune despre teoria corzilor și brană a universului nostru.
Ceea ce percepem ca fiind realitatea noastră solidă și tridimensională ar putea fi doar o umbră proiectată pe peretele unei peșteri cosmice, în timp ce adevărata natură a existenței rămâne ascunsă în dimensiuni pe care simțurile noastre nu le pot percepe. Fizica modernă ne obligă să ne reimaginăm complet locul nostru în cosmos, sugerând că suntem parte a ceva mult mai vast și mai straniu decât am crezut vreodată.
Asta ar putea duce si la o „idee ultramoderna de Dumnezeu” ca fiind Cel/Ceaa_Ce a „proiectat” (in ambele sensuri ale cuvantului) Universul nostru ca parte a Ceva ce nu putem intelege si in care putem doar crede.