Home » Maratoanele Descopera » Mari întrebări » De ce Universul are doar trei dimensiuni?

De ce Universul are doar trei dimensiuni?

Autor: Alexandru Voiculescu 11.05.2017
De ce Universul are doar trei dimensiuni?
Faptul că lumea în care trăim are trei dimensiuni vine ca un dat, dar lucrurile nu sunt atât de simple, mai ales în contextul mecanicii cuantice, care arată că, ipotetic, există mai multe dimensiuni. Fizicienii au venit cu un nou scenariu al expansiunii Universului după Big Bang care poate explica de ce Universul este tridimensional.

Un grup de fizicieni, condus de Thomas Kephart de la Universitatea Vanderbilt, au venit cu o nouă teorie care poate explica de ce Universul are doar trei dimensiuni, scrie Seeker.

De asemenea, aceştia cred că noul model poate explica expansiunea Universului imediat după Big Bang.

Aceasta este o mare dilemă în fizică, mai ales în condiţiile în care „teoriile gravitaţiei cuantice, pecum teoria stringurilor, indică existenţa a nouă sau zece dimensiuni spaţiale la nivelul fundamental”, au precizat cercetătorii.

Au combinat fizica particulelor cu teoria nodurilor pentru a încerca să explice conceptul de „tuburi de flux” (flux tubes), „fire flexibile” de energie care ţin împreună particulele elementare.

Quarcii, particulele elementare care alcătuiesc protonii şi electronii, sunt ţinuţi împreună de un un alt tip de particulă elementară numită gluon. Aceştia leagă quarcii pozitivi de antiquarci (negativi) cu ajutorul acestor tuburi de flux.

În mod normal, tubul de flux care leagă quarcul de antiquarc ar dispărea atunci când două particule vin în contact, adică s-ar autoanihila. Totuşi, echipa a precizat într-o lucrare publicată în European Physical Journal C că dacă două sau mai multe fluxuri de tub se întretaie, devin stabile. Dacă tuburile iau forma unui nod, devin chiar mai stabile şi pot supravieţui particulelor care le-au creat. Teoria nodurilor este o teorie matematică unde nodurile sunt curbe autointersectante.

„Un nod sau o legătură între două tuburi de flux este stabil în teorie doar dacă acestea sunt incapabile să se intersecteze, să se reconecteze sau să treacă una prin alta”, au precizat cercetătorii.

În momentele de tranziţie, precum cele care aveau loc în timpul Big Bang-ului, particulele legate s-ar desprinde, iar tuburile de flux s-ar alungi până când ar atinge un punct în care s-ar rupe. Atunci când se rup, eliberează suficientă energie pentru a forma o a doua pereche quarc-antiquarc care s-ar rupe şi s-ar lega de particulele originale, producând două perechi de particule legate. Altfel spus, este ca şi cum ai tăia un magnet în două, iar ambii magneţi rezultaţi ar avea câte doi poli.

„Doar un număr de trei dimensiuni pot duce la expansiunea şi crearea unui univers stabil”

Dacă tuburile ar fi înnodate, ar putea să se extindă şi să se multiplice. Echipa a calculat energia pe care reţeaua de tuburi de flux o poate conţine şi a găsit că va fi suficientă pentru a alimenta perioada de început a expansiunii cosmice.

În acest mediu, echipa a precizat că plasma de quarc-gluon formată ar fi dus la condiţii propice pentru formarea tuburilor de flux la începutul Universului. Mai mult decât atât, şi mai important în articolul de faţă, este că acest sistem ar merge dacă Universul exista doar în trei dimensiuni. Dacă se adaugă dimensiuni, procesul devine instabil.

„Dintre toate posibilele numere de dimensiuni ale spaţiului, mecanismul nostru indică faptul că doar un număr de trei dimensiuni pot duce la expansiunea şi crearea unui univers stabil”, precizează echipa. „Acest model poate explica de ce trăim în trei dimensiuni, deoarece tuburile înnodate sunt instabile din punct de vedere topologic în spaţiul cu mai multe dimensiuni”.

Tehnic vorbind, acest studiu recent confirmă un model din 2012 al cercetătorilor japonezi care au descoperit că, la momentul Big Bangului, Universul avea 10 dimensiuni, dar doar trei dintre acestea s-au extins. Astfel, spaţiul tridimensional pe care îl experimentăm s-a putut forma din 10 dimensiuni, aşa cum prezice şi teoria stringurilor (numită şi teoria corzilor).

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

7 enigme încă nedescifrate ale Universului

Big Bang – cum ştim că aşa a început totul?

Ce a existat înainte de Big-Bang? Oamenii de ştiinţă au elucidat marele mister

Adio Big Bang? Oamenii de ştiinţă au o nouă teorie extraordinară despre cum a apărut Universul

Cele mai noi articole
Aleksei Navalnîi nu se întoarce în Rusia. Mai are nevoie de săptămâni bune pentru a se recupera
Aleksei Navalnîi nu se întoarce în Rusia. Mai are nevoie de săptămâni bune pentru a se recupera
Gheața care se topește în Arctica nu va crește nivelul mărilor și oceanelor. Iată totuși cum ne va afecta
Gheața care se topește în Arctica nu va crește nivelul mărilor și oceanelor. Iată totuși cum ne va afecta
Cum arăta prima Dacia 1100 scoasă pe linia de producţie a uzinei de la Mioveni
Cum arăta prima Dacia 1100 scoasă pe linia de producţie a uzinei de la Mioveni
Oamenii de știință au identificat zeci de gene care permit cancerului să evite sistemul imunitar
Oamenii de știință au identificat zeci de gene care permit cancerului să evite sistemul imunitar
Un test de sânge poate identifica o infecție virală înainte de apariția primelor simptome
Un test de sânge poate identifica o infecție virală înainte de apariția primelor simptome
Cum au evoluat costumele de baie de-a lungul istoriei. Top 30 de imagini unice
Cum au evoluat costumele de baie de-a lungul istoriei. Top 30 de imagini unice
Codul sursă al Windows XP a fost făcut public
Codul sursă al Windows XP a fost făcut public
Pe aeroportul din Helsinki au fost aduși câini pentru a depista persoanele infectate cu COVID-19
Pe aeroportul din Helsinki au fost aduși câini pentru a depista persoanele infectate cu COVID-19
Oamenii de știință susțin că au descoperit prima exoplanetă într-o altă galaxie
Oamenii de știință susțin că au descoperit prima exoplanetă într-o altă galaxie
Un distrugător american a intrat în port arborând un drapel al piraților
Un distrugător american a intrat în port arborând un drapel al piraților
Bătălii cu vrăjitori și demoni prinși în capcană. Ce dezvăluie texte creștine traduse recent pentru prima oară
Bătălii cu vrăjitori și demoni prinși în capcană. Ce dezvăluie texte creștine traduse recent pentru prima oară
Aurore ultraviolete, observate pentru prima oară în jurul unei comete
Aurore ultraviolete, observate pentru prima oară în jurul unei comete
Sistemul imunitar ne apără împotriva depresiei
Sistemul imunitar ne apără împotriva depresiei
Tom Cruise are competiție. Rusia vrea să devină prima țară din lume care produce un film în spațiu
Tom Cruise are competiție. Rusia vrea să devină prima țară din lume care produce un film în spațiu
China vrea să atingă neutralitate în privința emisiilor de carbon
China vrea să atingă neutralitate în privința emisiilor de carbon
Aventura cu năbădâi dintre Ferdinand şi Elena Văcărescu
Aventura cu năbădâi dintre Ferdinand şi Elena Văcărescu
Astronomii au descoperit că inelul din jurul găurii negre M87 este schimbător
Astronomii au descoperit că inelul din jurul găurii negre M87 este schimbător
Realizare istorică. Oamenii de știință au reușit secvențierea genetică a ciupercii folosite pentru a obține primele antibiotice
Realizare istorică. Oamenii de știință au reușit secvențierea genetică a ciupercii folosite pentru a obține primele ...