Fizycy podejrzewają, iż grawitacja może działać w wymiarach ukrytych przed naszym wzrokiem. To zmieniałoby paradygmaty.
Wśród czterech znanych nam sił fizycznych – elektromagnetyzmu, oddziaływań silnych i słabych oraz grawitacji – to właśnie grawitacja wydaje się najbardziej osobliwa. Jest aż biliony razy słabsza od pozostałych, choć oddziałuje na wszystko, co ma masę. Ten dramatyczny kontrast od dawna spędza sen z powiek fizykom. Zagadkę tę określa się mianem problemu hierarchii.
Pojawiła się jednak odważna propozycja: być może to nie grawitacja jest słaba, ale po prostu rozprasza się w przestrzeni, której nie widzimy. Nasza codzienna rzeczywistość opiera się na czterowymiarowej czasoprzestrzeni – trzech wymiarach przestrzeni i jednym czasie. Jednak według niektórych modeli, takich jak ten zaproponowany już w 1919 r. przez Teodora Kaluzy, Wszechświat może mieć więcej wymiarów. jeżeli tylko grawitacja potrafi z nich korzystać, jej rozproszenie tłumaczyłoby obserwowaną słabość.
Dlaczego nie widzimy dodatkowych wymiarów?
Tu pojawia się pytanie: skoro istnieją dodatkowe wymiary, to gdzie one są? Dlaczego nie da się ich dostrzec ani zmierzyć? Jak czytamy na łamach Space.com, fizycy sądzą, iż mogą być one niezwykle ciasno zwinięte, niczym tak mały papierowy rulon, iż choćby najdokładniejsze instrumenty nie są w stanie go rozwinąć. Każdy nasz ruch w przestrzeni wiązałby się z niezauważalnym krążeniem po tych wymiarach, ale zbyt subtelnym, byśmy mogli to odczuć.
Tego typu koncepcje są podstawą teorii strun, ale można je rozpatrywać także niezależnie. jeżeli takie dodatkowe wymiary rzeczywiście istnieją i są wystarczająco duże (jak na warunki subatomowe – rzędu dziesiątych części mm), to tylko grawitacja mogłaby z nich korzystać. To tłumaczyłoby jej nietypowe zachowanie.
Grawitony, czyli posłańcy siły grawitacji
Jeśli grawitacja jest przenoszona przez hipotetyczne cząstki zwane grawitonami, to ich zachowanie mogłoby zdradzić obecność dodatkowych wymiarów. W teorii, gdyby grawiton wpadł w taki ukryty wymiar, jego ruch widziany z naszej perspektywy wydawałby się wolniejszy – a więc cząstka miałaby pozorną masę. Fizyka kwantowa sugeruje wręcz, iż moglibyśmy obserwować całe spektrum takich ciężkich grawitonów.
Niestety, eksperymenty w akceleratorach cząstek nie dostarczyły jeszcze żadnych dowodów na istnienie takich cząstek. To jednak nie oznacza, iż dodatkowe wymiary nie istnieją. Być może są po prostu jeszcze bardziej ukryte, niż zakładaliśmy. Dodatkowe wymiary to bez wątpienia jedna z najbardziej odważnych idei współczesnej fizyki. Wciąż jednak nie mamy dowodów na ich istnienie, ale jeżeli kiedykolwiek się ich dopatrzymy, może to wywrócić do góry nogami nasze rozumienie rzeczywistości.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
