Mașina timpului - editia din 27 aprilie 2011

În această ediție a Mașinii timpului, difuzată de către postul RadioLynx, vom vorbi despre o nouă ipoteză din lumea fizicii. Este vorba despre răspunsul la o întrebare pe care nu ne-am pus-o până acum: câte dimensiuni spațiale are Universul?
Desigur, este nevoie de un oarecare efort să ne imaginăm un Univers monodimensional, un Univers asemănător dreptei cu care ne-a obișnuit deja geometria. Dar dacă această nouă ipoteză va fi validată, atunci ea va produce schimbări masive în fizică. Teoria, publicată în Physical Review Letter, aparține fizicienilor Dejan Stojkovic și Jonas Mureika și afirmă că, în primele momente de după Big Bang, Universul avea o singură dimensiune spațială. Pe măsură ce volumul Universului timpuriu a crescut, acesta a trecut la două dimensiuni spațiale (cum este cazul planului) după care a evoluat la trei dimenisiuni (cele cu care suntem obuișnuiți). Cu alte cuvinte, cei doi afirmă că numărul de dimensiuni spațiale depinde de volumul spațiului pe care îl putem observa. Cu cât această volum este mai mic, cu atât numărul de dimensiuni este mai scăzut. Pe măsură ce Universul își va continua expansiunea va apărea o a patra dimenisiune spațială (dacă ea nu există deja).

Dacă se va dovedi corectă această nouă teorie ar putea ajuta la rezolvarea unor probleme din fizică, cum ar fi:
1. Incompatibilitatea dintre mecanica cuantică și teoria relativității. Formalismul matematic al mecanicii cuantice ne oferă o descrire foarte bună a Universului la scară foarte mică, în timp ce teoria relativității ne descrie Universul la scară mare. Din păcate cele două teorii sunt incompatibile. Dar dacă se va dovedi că Universul la scară mică are mai puține dimensiuni spațiale, atunci incompatibilitatea va dispare.
2. Misterul expansiunii accelerate a Universului. Măsurătorile arată o accelerare a expansiunii Universului, și până acum nu s-a găsit o expliacție unanim accepată. Dacă se va dovedi că pe măsură ce volumul Universului crește apar dimensiuni suplimentare, atunci am avea o bună explicație pentru această accelerare. (De altfel Stojkovic airmă că la scară cosmologică Universul are deja patru dimensiuni spațiale.)
3. Masa bozonului Higgs. Modelul standard al mecanicii cuantice impune existența unei particule, încă nedescoperită, care poartă numele de bozon Higgs. Pentru ca ecuațiile matematice ale modelului standard să descrie cu acuratețe lumea reală, fizicienii sunt obligați să ajusteze artificial masa bozonului Higgs atunci când se modelează interacții între particule la energii înalte. Dacă spațiul are mai puține dimensiuni la energii înalte, aceste ajustări nu mai sunt necesare.
Orice teorie științifică are nevoie de confirmări experimentale. Cei doi fizicieni afirmă că dovada ar putea fi obținută peste câțiva ani, atunci când va intra în funcțiune observatorul spațial de unde gravitaționale LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Acesta nu ar trebui să detecteze undele gravitaționale produse în primele momente de existență ale Universului nostru, deoarece ele nu se produc în spații mono sau bidimensionale.
Deoarece LISA va intra în serviciul operațional peste câțiva ani buni, mai trebuie așteptat pâna ca această îndrăzneață teorie să își capete confirmarea sau infirmarea.
Și totuși există de pe acum un indiciu interesant. Oamenii de știință au constatat că fluxul de radiații cosmice cu energii mai mari de un TeV (energii similare celor existente în Universul timpuriu) par să fie aliniate de-a lungul unui plan bidimenisional.
Pentru mai multe informații puteți să dați click aici.