Újabb három dimenzióval gazdagodtunk?

Asztrofizikusok egy csapata azt állítja, bizonyítékot találtak arra, hogy a tér valójában hat dimenziós. Ezeket a dimenziókat a rejtélyes sötét anyag legalább ennyire rejtélyes viselkedésével igyekeznek megmagyarázni az Oxfordi Egyetem munkatársai. Ez az anyag láthatatlan, jelenléte a galaxisokban bizonyítható a látható csillagokra kifejtett gravitációs vonzásával.

A Joseph Silk vezette csapat szemügyre vette a sötét anyag viselkedésének különbségeit a kis galaxisokban és a hatalmas klaszterekben. A kisebbekben a sötét anyagnak a jelek szerint elég erős a vonzereje, a galaxishalmazokban azonban nem ez a helyzet. Egy erős kölcsönhatásban levő sötét anyagnak nagyobb sötét anyagmagokat kellene létrehoznia, mint amik a klaszterek forgásából következtethetően valójában ott találhatók.

Az egyik magyarázat szerint három extra dimenzió is létezik a már megszokott három térbeli mellett, melyek nagyon kis távolságokon belül - mint például egy nanométer - megváltoztatják a gravitáció hatásait. Silk és társai azzal érvelnek, hogy a gravitáció kis távolságokon nem engedelmeskedik Isaac Newton híres törvényeinek és itt lépnek be ezek a dimenziók a képbe. Mindezt soha nem vizsgálták kísérletekkel, soha senki nem mérte még meg, hogyan viselkedik a gravitáció egy milliméter századrészén kisebb távolságon.

A csapat azt bizonygatja, hogy a sötét anyag vizsgálatai adják az első potenciális bizonyítékot a plusz dimenziókra. Az elképzelésnek sok támogatója akad, azonban a Silk féle bizonyítékok nem igazán tűnnek meggyőzőnek számukra. Lisa Randall fizikus, aki a Harvardon kutatja a további térbeli dimenziók lehetőségét, úgy véli, ha működik is az elmélet, akkor sem tekinthetők ezek a megfigyelések bizonyítéknak, amivel alapvetően Silk is egyetértett.


Az ESA felvétele egy Sötét Anyag Objektumról
A vörös törpe gravitációjával fókuszálja egy másik galaxis kék csillagának fényét
A fizikusok évek óta gyanítják, hogy léteznek rejtett dimenziók, főként azért, mert az alapvető szubatomi részecskék jelenlegi első számú elmélete, a húrelmélet is ezt sugallja. A többség szerint ezek a dimenziók nagyon parányiak, sokmilliárdszor kisebbek, mint egy atom, így észlelésük rendkívül nehéz és máris magyarázatot kapnánk, miért néz ki a világegyetem úgy, mintha csak három dimenzióval rendelkezne. Randall azonban a fentiekkel ellentétben viszonylag nagynak, számunkra mégis hozzáférhetetlennek véli a plusz dimenziókat.

A Silk által azonosítottnak vélt dimenziók szintén nagyok az egy nanométerükkel. Összességében mindez annyit jelent, hogy az univerzum ezekben az irányokban mindössze egy nanométer széles. A csillagászati megfigyelések egy értelmezése szerint a sötét anyag - ami elméletben az univerzum összes tömegének 85%-át teszi ki - nem az ismert alapvető részecskékből tevődik össze. Vonzását úgy tűnik egy ismeretlen erő adja, ez a vonzás pedig látszólag erősebb a törpegalaxisokban, mint a galaktikus klaszterekben. Ez elég különösen hangzik, nagyjából olyan lenne, mintha egy magányosan álló fáról gyorsabban esne le egy alma, mint egy gyümölcsös fáiról.

Silk és kollégái szerint azonban a vonzás nem egy ismeretlen erő műve, hanem a plusz dimenziók hatása a gravitációra. Mivel a sötét anyag részecskéi nagyobb sebességre gyorsulnak a hatalmas klaszterekben, mint a törpegalaxisokban, ezért kevesebb időt töltenek egymás közelében, így kevésbé érezhető a többlet dimenziók hatása, tehát kisebb a vonzás. Vannak azonban más módok is a rejtélyes sötétanyag-eloszlás magyarázatára, ismerte el Silk munkatársa, Ue-Li Pen. A húrelmélet legnépszerűbb verziói szerint nem csupán három, de nyolc plusz dimenzió létezik.