Γιατι το Σύμπαν Κατέληξε να Έχει Μόνο 3 Διαστάσεις; Απαντά Επιστημονική Ανακοίνωση!

Είναι φανερό πως στο Σύμπαν που κατοικούμε υπάρχουν μόνο 3 διαστάσεις (κατευθύνσεις) που περιορίζουν τις κινήσεις μας. Μπορούμε να κινηθούμε αριστερά ή δεξιά, προς τα πάνω ή προς τα κάτω και προς τα μπροστά ή προς τα πίσω. Δεν υπάρχουν άλλες πιθανές κατευθύνσεις ή κάποια άλλη επιλογή που δεν είναι συνδυασμός των τριών αυτών.

Αυτές είναι οι τρεις χωρικές διαστάσεις του Σύμπαντος, αλλά γιατί έχουμε μόνο αυτές τις τρεις και όχι περισσότερες ή λιγότερες; Η ερώτηση αυτή εξακολουθεί να αποτελεί μυστήριο στην επιστημονική κοινότητα.

οι φυσικοί έχουν ψάξει για μια απάντηση, που να εξηγεί τις θεμελιώδεις αρχές της πραγματικότητας, αλλά είναι πολύ δύσκολο με την υπάρχουσα τεχνολογία να αποδειχθεί κάτι πειραματικά. Μια νέα επιστημονική δημοσίευση δείχνει ότι ένα σύμπαν που διέπεται από τους νόμους της θερμοδυναμικής (που περιγράφουν πώς η ενέργεια μεταφέρεται) θα κατέληγε όπως και να ‘χε με ακριβώς τρεις χωρικές διαστάσεις. Η επιστημονική αυτή ανακοίνωση προσπαθεί να εξηγήσει τη λειτουργία του Σύμπαντος.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Σαλαμάνκα στην Ισπανία και του Εθνικού Πολυτεχνικού Ινστιτούτου του Μεξικού εξηγούν το ερώτημα αυτό με τον πρώτο και το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής.

Στο θέμα μας, αυτοί οι νόμοι λένε ότι ένα κλειστό σύστημα – είτε πρόκειται για το σύμπαν, έναν ζωντανό οργανισμό ή έναν βράχο – δεν μπορεί να επιτελέσει τίποτα που να απαιτεί περισσότερη ενέργεια από αυτή που είχε στην αρχή, αν δεν του χορηγηθεί προστιθέμενη ενέργεια από μια εξωτερική πηγή (εκτός του συστήματος). Και αν το κλειστό σύστημα αυξάνεται χωρίς να αποκτά προστιθέμενη ενέργεια, όπως νομίζουμε ότι κάνει το Σύμπαν μας, τότε, κατά μέσον όρο, υπάρχει λιγότερη διαθέσιμη ενέργεια σε κάποια συγκεκριμένη θέση μέσα στο σύμπαν.

Συνδυάζοντας τα παραπάνω, μπορούμε να καταλήξουμε στο ότι μόλις ο κόσμος σταμάτησε να έχει αρκετή ενέργεια για να δρα με συγκεκριμένο τρόπο παντού, έχασε τις ιδιότητες που είχε – αν και σε ορισμένα τμήματά του μπορεί να είναι σε θέση να αποκτήσει ξανά αυτές τις ιδιότητες, αν θα μπορούσε να συγκεντρώσει στα τμήματα αυτά ξανά αρκετή ενέργεια.

Οι Νόμοι της Θερμοδυναμικής λειτουργούν σε οποιοδήποτε αριθμό διαστάσεων. Λειτουργούν στο τρισδιάστατο Σύμπαν μας, αλλά επίσης θα μπορούσαν να λειτουργήσουν σε έναν δισδιάστατο χώρο, όπου οι μόνες πιθανές κατευθύνσεις θα ήταν αριστερά-δεξιά και πάνω-κάτω. Σε ένα σύμπαν με δύο διαστάσεις, θα ήταν φυσικά αδύνατον να κινηθεί κάποιος προς τα πίσω ή προς τα εμπρός, διότι η κατεύθυνση απλά δεν θα υπήρχε.

Αλλά, όπως εξηγούν οι συγγραφείς αυτού του νέου εγγράφου, που δημοσιεύθηκε στην Europhysics Letters, το σύμπαν θα μπορούσε επίσης να έχει τέσσερις χωρικές διαστάσεις: αριστερά-δεξιά, πάνω-κάτω, προς τα πίσω-προς τα εμπρός, και μια ακόμα «flirp-flarp» – ή όπως αλλιώς θέλετε να αποκαλέσετε τη νέα κατεύθυνση.

Σε αυτό το σύμπαν, θα ήταν δυνατό να διανύσουμε μια κατεύθυνση που είναι εντελώς απίθανο να κάνουμε στο Σύμπαν μας. Επίσης, σε ένα τέτοιο σύμπαν, οι νόμοι της θερμοδυναμικής θα λειτουργούσαν το ίδιο ιδανικά.

Έχοντας τα παραπάνω κατά νου, γνωρίζουμε ότι η ενέργεια μεταφέρεται ελεύθερα από το ένα μέρος στο άλλο, αλλά διατηρείται σταθερή στο απομονωμένο σύστημα, δηλαδή είναι αδύνατο για ένα κλειστό σύστημα να χρησιμοποιήσει περισσότερη ενέργεια από αυτή που έχει στη διάθεσή του. Το ίδιο ισχύει και για τις πέντε ή έξι, ή 30 διαστάσεις.

Οι ομάδα φυσικών που συνέγραψαν το άρθρο αποφάσισαν να διερευνήσουν τι θα συνέβαινε αν το σύμπαν ξεκινούσε με ένα εντελώς απροσδιόριστο αριθμό διαστάσεων – ένα σύμπαν όπου μπορεί κανείς να μετακινηθεί σε απεριόριστες κατευθύνσεις. Όπως αναφέρει η Lisa Zyga στο Phys.org, κατέληξαν σε κάτι ενδιαφέρον.

Στο πολύ πρώιμο Σύμπαν μας – εκατομμυριοστά του τρισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του τρισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου μετά το Big Bang – η θερμοκρασία στο Σύμπαν ήταν πραγματικά τεράστια, και σε κάθε μικρό σημείο του χώρου, υπήρχαν τεράστια ποσά ενέργειας. Σε αυτά τα σημεία θα μπορούσε να λειτουργήσει ένας μεγάλος αριθμός διαστάσεων. Δεν θα μπορούσε να βρει κάποιος διαφορά ανάμεσα σε ένα σύμπαν με μια διάσταση και ένα σύμπαν με επτά.

Αλλά πολύ γρήγορα αμέσως μετά, καθώς η ενέργεια απλώθηκε, το Σύμπαν εγκλωβίστηκε προς μια πορεία καθώς δεν είχε αρκετή ενέργεια παντού για να υποστηρίξει όλες αυτές τις κατευθύνσεις. Έτσι οι κατευθύνσεις των υπόλοιπων διαστάσεων σιγά σιγά εξασθένισαν και εξαφανίστηκαν.

Η πορεία, την οποία ακολούθησε το Σύμπαν σε κάθε σημείο του για να διαχειριστεί την ελάττωση της ενέργειας, οδήγησε σε ένα Σύμπαν με τρεις χωρικές διαστάσεις – ακριβώς το σύμπαν που βλέπουμε σήμερα, λέει η ομάδα. Η δημοσίευση καθιστά σαφές ότι μεταξύ όλων των πιθανών αριθμών των χωρικών διαστάσεων, η επιλογή των τριών ήταν αναπόφευκτη.

Επιπροσθέτως, οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι είναι δυνατόν, θεωρητικά, συσσωρεύοντας αρκετή ενέργεια σε ένα μικροσκοπικό κομμάτι του χώρου, το Σύμπαν να αποκλείσει από το τέλμα στο οποίο οδηγήθηκε και να εμφανιστούν περισσότερες διαστάσεις στο σημείο αυτό.

Ίσως με κάποιον επιταχυντή μπορέσουμε κάποτε να επιταχύνουμε ένα πρωτόνιο, να αυξήσουμε την ενέργειά του και για μια φευγαλέα στιγμή να το δούμε να μετακινείται σε μια κατεύθυνση μιας τέταρτης χωρικής διάστασης που δεν γνωρίζαμε.

Για περισσότερα νέα σχετικά με τις επιστήμες κάντε like στην σελίδα Επιστημονικά Νέα στο facebook, πατήστε εδώ

Μετάφραση και Επιμέλεια Κειμένου: share24.gr via sciencealert.com

Κάθε αναδημοσίευση ολική η μερική θα πρέπει να γίνεται υποχρεωτικά με αναφορά πηγής στο site μας και σύνδεσμο (link) στο άρθρο