آيا به وجود بُعدهاي اضافي يا جهان‌هاي موازي يا واقعيت جايگزين اعتقاد داريد؟ شايد فقط به آن‌ها علاقه داريد و از تماشاي فيلم‌هاي مربوط به اين موضوعات، مانند سريال Star Trek يا Stranger Things لذت مي‌بريد. شايد يكي از نمونه‌هاي موفق و البته دلهره‌آور بُعد اضافي را بتوان در سري بازي‌هاي Silent Hill تجربه كرد. در عنوان چهارم اين بازي، مي‌بينيم شخصيت اول بازي با عبور از درون سوراخي، وارد بُعد اضافي مي‌شود كه از هيولا و موجودات شيطاني لبريز است.
در اين بُعد، اتفاقات عجيبي مي‌افتد؛ انگار كه از قوانين فيزيكي متفاوتي پيروي مي‌كند. بااين‌حال، اين بُعد با دنياي واقعي يك وجه مشترك دارد: اگر كسي در اين بُعد بميرد كه به‌دليل وجود هيولاها احتمالش بسيار زياد است، در جهان واقعي نيز خواهد مُرد. بدين‌ترتيب، بازي بين اين بُعد اضافي با دنياي «واقعي» پيوند برقرار مي‌كند.
سوراخي در ديوار كه شخصيت بازي سايلنت هيل را وارد بُعد ديگري مي‌كند
پرداختن به بُعد پنجم در داستان‌هاي عملي‌تخيلي يا ترسناك موضوع تازه‌اي نيست و طرفداران زيادي هم دارد. بااين‌حال، شايد تعجب كنيد برخي فيزيك‌دانان در چند دهه‌ي گذشته سعي كرده‌اند وجود اين بُعد يا ابعاد اضافي ديگر را اثبات كنند. در اين مقاله، بُعد پنجم را از انديشه متخصصين علمي مطالعه مي‌كنيم و نشان مي‌دهيم اين ايده از كجا شكل گرفت و به كدام پرسش دانشمندان پاسخ مي‌دهد و چقدر احتمال دارد واقعيت داشته باشد. با ما همراه باشيد.
بُعد پنجم
تئودور كالوتسا، رياضي‌دان و انديشه متخصصينيه‌پرداز آلماني (سمت چپ) و اسكار كلاين، فيزيك‌دان سوئدي (سمت راست)
در اوايل قرن بيستم، تئودور كالوتسا، رياضي‌دان و انديشه متخصصينيه‌پرداز آلماني و اسكار كلاين، فيزيك‌دان سوئدي، اين ايده را اولين‌بار به‌طورجداگانه مطرح كرد كه فضازمان احتمالا بيشتر از چهار بُعد دارد. در سال ۱۹۲۱، كالوتسا مقاله‌اي منتشر كرد كه در آن، انديشه متخصصينيه‌ي نسبيت عام انيشتين را از چهار بُعد به پنج بُعد تعميم داد و در سال ۱۹۲۶، كلاين اين فرضيه را مطرح كرد كه بُعد فضايي چهارم به شكل دايره‌اي با شعاع بسيار كوچك در خود جمع شده و «فشرده» است. گفتني است انديشه متخصصينيه‌ي نسبيت عام انيشتين همچنان بهترين توصيف از سازوكار گرانش است.
به‌عبارت‌ديگر، فضازمان پنج‌بُعدي را مي‌توان تركيبي از انديشه متخصصينيه‌ي گرانش انيشتين در چهار بُعد و انديشه متخصصينيه‌ي الكترومغناطيس ماكسول در انديشه متخصصين گرفت؛ به‌همين‌دليل، مدل فيزيكي كه سعي مي‌كند نيروي گرانش و الكترومغناطيس را متحد كند، به انديشه متخصصينيه‌ي كالوتساكلاين (انديشه متخصصينيه‌ي KK) معروف است. البته امروزه از اين عبارت براي اشاره به هر انديشه متخصصينيه‌اي درباره‌ي ابعاد فضايي اضافي استفاده مي‌شود.
بعدها مشخص شد رويكرد اين دو انديشه متخصصينيه‌پرداز درباره‌ي اثبات بُعد پنجم تا حدي نادرست بوده است؛ اما انديشه متخصصينيه‌ي كالوتساكلاين در دهه‌ي ۱۹۷۰ به‌دليل ظهور انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان جان دوباره‌اي گرفت و تلاش‌ها براي اثبات بُعد پنجم از سر گرفته شد. انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان براي توضيح سازوكارش به بيش از چهار بُعد سنتي نياز دارد.
در بين انديشه متخصصينيه‌پردازاني كه براي اثبات بُعد پنجم تلاش مي‌كنند، دو موضوع بيشتر به‌چشم مي‌خورد: ۱. تلاش براي يافتن توضيحي براي دليل ضعيف‌بودن نيروي گرانش در‌مقايسه‌با نيروهاي ديگر طبيعت؛ ۲. يافتن راهي براي رفع تناقض انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان و توضيح سازوكار آن.
نشت گرانش
همانطوركه مي‌دانيد، تمام كنش‌ها و واكنش‌هاي جهان هستي تحت‌كنترل چهار نيروي اصلي طبيعت است:
- گرانش كه روي هر جسم داراي جرم اثر مي‌گذارد، هميشه جاذبه و دوربرد است؛
- نيروي الكترومغناطيسي كه اجزاي ماده را كنارهم نگه مي‌دارد و بين بارهاي هم‌نام دافعه و بين بارهاي ناهم‌نام جاذبه ايجاد مي‌كند؛
- نيروي هسته‌اي قوي كوتاه‌برد كه باعث پايداري هسته‌ي اتم مي‌شود و به نيروي الكترومغناطيس اجازه نمي‌دهد، دافعه‌ي بين ذرات با بارهاي هم‌نام باعث از هم فروپاشي اتم شود؛
- هسته‌اي ضعيف كه باعث واپاشي نوترون و پروتون مي‌شود و عامل اصلي پرتوزايي و توليد انرژي هسته‌اي است.
مدت‌ها است اين سؤال ذهن فيزيك‌دانان را درباره‌ي چهار نيروي بنيادين يادشده به‌خود مشغول كرده است: «چرا نيروي گرانش كه فواصل كهكشاني را در‌مي‌نوردد و در غياب نيروي الكترومغناطيس مهم‌ترين نيروي اثر‌گذار بر اجرام است، در‌برابر نيروهاي ديگر اين‌قدر ضعيف عمل مي‌كند؟» درواقع، نيروي الكترومغناطيسي ۱،۰۳۶ بار قوي‌تر از گرانش است؛ به‌همين‌دليل، وقتي آهن‌رباي كوچكي را به گيره‌ي كاغذ نزديك مي‌كنيد، نيروي الكترومغناطيسي به‌راحتي آن را به‌سمت خود مي‌كشد. اين در حالي است كه كل جرم زمين مي‌كوشد آن را به‌سمت مخالف بكشد؛ اما از‌پس نيروي الكترومغناطيس برنمي‌آيد. چرا؟
از انديشه متخصصينات برخي فيزيك‌دانان، بخش اعظمي از نيروي گرانش درون بُعد پنجم نشت كرده است
فيزيك‌داناني چون ليسا رندل و رامان ساندرام بدين‌نتيجه رسيدند كه دليل ضعيف‌بودن نيروي گرانش آن است كه بخش اعظم اين نيرو اصلا در چهاربُعدي نيست كه در آن زندگي مي‌كنيم؛ بلكه در بُعدي ديگر، يعني بُعد پنجم، حضور دارد.
از انديشه متخصصينات اين دو فيزيك‌دان، گراويتون‌ها، ذرات حامل نيروي گرانش، به داخل بُعد پنجم نشت مي‌كنند يا شايد بهتر است بگوييم جايگاه اصلي گراويتون‌ها بُعد پنجم است و تنها بخشي از آن‌ها به داخل فضازمان چهاربُعدي نشت كرده است؛ به‌همين‌دليل، نيروي گرانش از نيروي الكترومغناطيس ضعيف‌تر است.
اگر فكر مي‌كنيد اين دنياي ساختگي از وسط داستان آليس در سرزمين عجايب بيرون آمده است، شما تنها كسي نيستيد كه اين‌طور فكر مي‌كند. در نبود شواهد محكم، انديشه متخصصينيه‌پردازان بسياري هستند كه به درستي «نشت گرانش» شك دارند و برخي از آن‌ها با آزمايش‌هايي سعي كرده‌اند اين ايده را رد كنند. بااين‌حال در سال ۲۰۰۶، رندل ابراز اميدواري كرد تا پنج سال آينده، آزمايش‌هاي بلندپروازانه‌اي بتواند وجود اين ابعاد اضافي را اثبات كند. حالا از آن روز ۱۴ سال گذشته است؛ اما فيزيك‌دانان از تلاش براي پيدا‌كردن اين ابعاد دست نكشيده‌اند.
تناقض انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان
اگر از طرفداران انديشه متخصصينيه‌ي جهان هولوگرافيك باشيد كه مي‌گويد دنياي به‌ظاهر سه‌بُعدي ما درواقع فقط دو بُعد دارد و عمقي در كار نيست، شايد فكر كنيد در مباحثه با افرادي به تفاهم نرسيد كه مي‌گويند اتفاقا دنيا پنج بُعد يا حتي بيشتر دارد. بااين‌حال، جالب است بدانيد يكي از طرفداران پروپاقرص ايده‌ي جهان هولوگرافيك، خوان مالداسنا، فيزيك‌دان انديشه متخصصيني آرژانتيني به وجود بُعد پنجم نيز معتقد است. ناگفته نماند كشف تناظر AdS/CFT او كمك كرد طرزكار هولوگرافي سرانجام از روي كاغذ خارج و در قالب مدل فضاي فرضي نمايش داده شود. مالداسنا از طرفداران انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان است و در مقاله‌اي با عنوان درون بُعد پنجم، براي توضيح و رفع تناقض اين انديشه متخصصينيه با قوانين استاندارد فيزيك، از وجود بُعد پنجم در جهان دفاع مي‌كند.
طبق انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان، ذراتي چون پروتون را مي‌توان شبيه رشته يا ريسمان‌هاي تك‌بُعدي و مرتعش در انديشه متخصصين گرفت كه ارتعاشات آن‌ها جرم و انرژي ماده را تعيين مي‌كند. باوجوداين، پروتون ذره‌ي بنيادين نيست و خودش حاوي ذرات كوچك‌تر و نقطه‌اي شكل به نام كوارك است كه انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان مبني بر تك‌بُعدي و رشته‌اي بودن آن را نقض مي‌كند. از انديشه متخصصينات مالداسنا، وجود بُعد پنجم مي‌تواند اين تناقض را برطرف كند.
طبق گفته‌ي مالداسنا، اجسام در چهار بُعد به شكل ذره، اما در بُعد پنجم به شكل رشته به‌انديشه متخصصين مي‌آيند
طبق انديشه متخصصينيه‌ي كروموديناميك كوانتومي، ذرات كوارك داخل پروتون را گلوئون به‌هم متصل مي‌كند و اين گلوئون‌ها در انرژي پايين به شكل رشته در‌مي‌آيند. اينكه درون پروتون رشته وجود دارد، براي انديشه متخصصينيه‌پردازان ريسمان اتفاق دلگرم‌كننده‌اي بود؛ چون هنوز مي‌توانستند بر درستي اين انديشه متخصصينيه پافشاري كنند.
طبق گفته‌ي مالداسنا، اين رشته‌ها به‌جاي حركت در چهار بُعد، در پنج بُعد حركت مي‌كنند. به‌عبارت‌ديگر، خود گلوئون‌ها كه اين رشته‌ها را مي‌سازند، در چهار بُعد طول، عرض، ارتفاع و زمان حركت مي‌كنند؛ ولي خود رشته وارد بُعد پنجم مي‌شود. درحقيقت، مالداسنا معتقد است ما اجسام را فقط در چهار بُعد به‌صورت ذرات نقطه‌اي مي‌بينيم؛ درحالي‌كه در بُعد پنجم آن‌ها به شكل رشته‌هاي تأييدشده‌ي انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان به‌انديشه متخصصين مي‌آيند.
طبق شكل بالا، رشته‌هايي كه وارد بُعد پنجم مي‌شوند، در دنياي روزمره‌ي ما به‌صورت بازتابي در مرز چهاربُعدي از فضازمان نمايان مي‌شوند. رشته‌اي كه در جايگاه‌هاي مختلف در طول بُعد پنجم قرار گرفته است، با ذرات با اندازه‌هاي مختلفي متناظر است كه در بُعد چهارم وجود دارد. هرچه رشته از مرز دورتر مي‌شود، اندازه‌ي ذره در دنياي چهاربُعدي بزرگ‌تر مي‌شود. همچنين، رشته‌اي كه به مرز بسيار نزديك است، در دنياي چهاربُعدي به‌صورت ذره‌ي نقطه‌اي به‌انديشه متخصصين مي‌آيد و بدين‌ترتيب، تعبير رشته‌اي از پروتون در تناقض با وجود ذرات نقطه‌اي شكل درون آن نيست.
شايد از خودتان بپرسيد تمام اين تلاش‌ها براي اثبات چيزي كه نمي‌توان به چشم ديد، با چه هدفي انجام مي‌شود و اصلا چرا بايد فيزيك‌دانان خودشان را اين همه به‌دردسر بيندازند. جواب اين است كه انديشه متخصصينيه‌هاي به‌ظاهر عجيب‌و‌غريب براي دل‌خوشي نويسندگان و دوستداران داستان‌هاي عملي‌تخيلي مطرح نمي‌شود؛ بلكه براي فيزيك‌دانان تصور اين ابعاد اضافي نامرئي راه‌حلي اميدبخش براي مسائلي است كه از زمان انيشتين تاكنون آن‌ها را كلافه كرده است.
اشكال بُعد پنجم
تلاش براي تصور ابعاد فضايي بيش از سه‌بُعدي كه با آن آشنايي داريم، كار آساني نيست؛ زيرا با منطق و غريزهي ما جور درنميآيد. چطور ممكن است مسيري به‌غير از جلو‌و‌عقب و چپ‌و‌راست و بالا‌و‌پايين وجود داشته باشد؟ مثالي كه شايد بتواند درك اين مفهوم را ساده‌تر كند، مثال بندبازي است كه روي طنابي ايستاده و مي‌خواهد در امتداد آن حركت كند. از ديد اين بندباز، تنها مسير ممكن حركت به جلو يا عقب است؛ اما اگر به‌جاي بندباز مورچه‌اي روي طناب قرار گرفته باشد، حركت در مسيرهاي بيشتري ازجمله دور طناب نيز ممكن مي‌شود.
درباره‌ي ابعاد اضافي هم مي‌توان گفت اين ابعاد از ديد كسي پنهان است كه از مسافت دورتري به آن نگاه مي‌كند. به‌عبارت‌ديگر، دليل اينكه هنوز دانشمندان موفق نشده‌اند بُعد پنجم يا ابعاد اضافي ديگر را مشاهده كنند، فشردگي بيش‌از‌حد آن است. به‌اعتقاد برخي فيزيك‌دانان، رويت ابعاد اضافي جهان اگر واقعا وجود داشته باشند، به‌دليل اندازه‌ي بي‌نهايت كوچك آن‌ها هرگز محقق نمي‌شود. بااين‌حال، برخي دانشمندان تلاش مي‌كنند با انجام آزمايش‌هايي با انرژي‌هاي بسيار زياد بتوانند وجود اين ابعاد را اثبات كنند.
چشم اميد دانشمندان به برخورددهندهي هادروني بزرگ (LHC)
براي اثبات ابعاد اضافي، مدل‌هاي رياضي بسياري پيشنهاد شده است؛ اما اين مدل‌ها در حد فرضيه هستند و تمام فيزيك‌دانان و انديشه متخصصينيه‌پردازان را نمي‌توانند متقاعد كنند. شايد بهترين فرصت فيزيك‌دانان براي اثبات و مشاهده‌ي بُعد پنجم، برخورددهندهي هادروني بزرگ (Large Hadron Collider) يا به‌اختصار LHC باشد.
اگر بُعد پنجم وجود داشته باشد، مي‌توان اميدوار بود از برخورد ذرات معمولي با يكديگر كه در آزمايش‌هاي LHC پروتون هستند، در انرژي‌هاي بسيار زياد ذرات KK توليد شود. طبق انديشه متخصصينيه‌ي KK، براي هر ذره‌اي در مدل استاندارد دنياي چهاربُعدي يك ذره‌ي KK متناظر و سنگين‌تر در بُعد ديگر وجود دارد. ازانديشه متخصصين اين تئوري، حتي ماده‌ي تاريك كه از همين ذرات KK تشكيل شده است، مشاهده‌كردني نيست و با نور تقريبا تعاملي ندارد. طبق اين فرضيه، وقتي ذرات پروتون به ذرات KK تبديل مي‌شوند، ناگزير وارد بُعد پنجم مي‌شوند.
LHC بزرگ‌ترين برخورددهندهي ذرات در جهان است كه در سال ۲۰۰۵، در تونل ۲۷كيلومتري در عمق ۱۵۰ تا ۵۰۰ متري زير مرز سوئيس و فرانسه در شهر سرن مستقر شد. هدف از اين پروژه آن است كه ذرات را تا نزديكي سرعت نور شتاب و سپس به هم برخورد دهد. در‌نتيجه‌ي برخورد اين ذرات، ذرات كوچك‌تري ايجاد مي‌شود كه درباره‌ي اجزاي سازنده‌ي ماده اطلاعات مهمي برملا مي‌كند.
LHC با فرمول E=mc² انيشتين سروكار دارد
اين برخورددهنده با فرمول معروف اينشتين، يعني E=mc²، سروكار دارد و مي‌خواهد ماده را به انرژي و سپس به اشكال مختلف ماده تبديل كند. در برخي مواقع نيز، مي‌تواند با صرف‌انديشه متخصصين از قدم اول، فقط انرژي محض را به‌شكل امواج الكترومغناطيس به‌هم برخورد دهد.
اگرچه تاكنون هيچ‌كدام از آزمايش‌هاي LHC، ازجمله ATLAS و CMS، موفق نشده‌اند مدركي براي اثبات وجود بُعد پنجم كشف كنند؛ اما در جديدترين آزمايش اين برخورددهنده، دانشمندان فوتون‌هايي (ذرات نور) را مشاهده كردند كه بعد از برخورد، به بوزون‌هاي دبليو تبديل مي‌شوند كه حامل نيروي هسته‌اي ضعيف هستند و باعث واپاشي هسته‌اي مي‌شوند. اين تحقيق نه‌تنها نشان داد ماده و انرژي دو روي يك سكه‌اند؛ بلكه تأييد كرد در انرژي‌هاي بسيار زياد، دو نيرو كه در زندگي روزمره‌ي ما از يكديگر جدا به‌انديشه متخصصين مي‌رسند، يعني الكترومغناطيس و نيروي ضعيف، با‌هم متحد هستند.
بي‌‌دليل نيست طرفداران انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان به آينده‌ي آزمايش‌هاي LHC دل بسته‌اند و اميدوار هستند روزي يكي از اين آزمايش‌ها به كشف بُعد پنجم و حتي ابعاد اضافي ديگر بينجامد. افزون‌براين، اينكه هنوز دانشمندان موفق نشده‌اند بُعد پنجم را مشاهده كنند، به‌معني رد كامل اين فرضيه نيست؛ بلكه ممكن است اندازه‌ي اين ابعاد از آنچه قبلا تصور مي‌شد، بسيار كوچك‌تر باشد.
رد انديشه متخصصينيه‌ي ابعاد اضافي
اگر از طرفداران انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان نباشيد، احتمالا براي قبول فرضيه‌ي ابعاد اضافي دليل قانع‌كننده‌اي نخواهيد داشت. در‌كنار مطالعات و آزمايش‌هاي انجام‌شده براي اثبات وجود بُعد پنجم و بيشتر، آزمايش‌هايي هم براي رد اين فرضيه انجام شده است. البته در‌حال‌حاضر، موضوع ابعاد اضافي را نه مي‌توان كاملا اثبات و نه مي‌توان كاملا رد كرد. تلاش‌هايي كه براي رد آن شده است، در‌نهايت فقط مي‌توانند بگويند اين ابعاد اضافي اگر هم وجود داشته باشند، بسيار بسيار كوچك‌تر از آن است كه بتوان تأثير آن‌ها را در فعل‌و‌انفعالات جهان هستي مشاهده كرد.
يكي از اين مطالعات، مطالعه‌ي مك و مك‌ني در سال ۲۰۱۸ است. مطالعه‌ي يادشده اين فرضيه را مطرح مي‌كند كه در‌اثر برخورد دو پروتون با سرعت بسيار زياد و نزديك به سرعت نور به يكديگر، سياه‌چاله‌ي بسيار كوچكي ايجاد مي‌شود كه تنها اندازه‌ي كسري از ثانيه وجود دارد و بعد ناپديد مي‌شود.
اين برخورد به ايجاد فضاي بينابُعدي حبابي‌شكلي منجر مي‌شود كه در آن، قوانين فيزيك از آنچه مي‌شناسيم، متفاوت است و باعث ايجاد پديده‌اي ناشناخته موسوم به «زوال خلا» (Vacuum Decay) مي‌شود. حباب حاوي زوال خلأ به سرعت نور در جهان گسترش مي‌يابد و به‌محض عبور از درون هر چيزي، خواه ماده باشد خواه نيروهاي طبيعت، آن‌ها را از كار مي‌اندازد. درواقع، جهان پس از زوال خلأ ديگر جايي براي زندگي نيست.
در اين مدل، دو ذره‌ي زيراتمي در جهان سه‌بُعدي ما برخورد مي‌كنند و از اين برخورد ذره‌ي گراويتون تشكيل‌شده به بُعد پنجم وارد مي‌شود
به‌گفته‌ي اين دو فيزيك‌دان، اگر اين فضاي بينابُعدي بهاندازهي كافي بزرگ بود، به‌دليل پديده‌ي زوال خلأ اثري از ما و جهان باقي نمي‌ماند. همچنين، پرتوهاي كيهاني با انرژي بسيار زياد تمام مدت در حال برخورد با يكديگر هستند و آن‌قدر انرژي دارند كه چنين فرايندي را تا الان آغاز كرده باشند.
اگر ابعاد اضافي آن‌قدر بزرگ بودند كه به اين «حباب مرگ كيهاني» اجازه‌ي شكل‌گيري مي‌دانند، تا الان هزاران بار اين اتفاق بايد افتاده بود. اينكه هنوز وجود داريم، مدركي است كه ابعاد اضافي يا وجود ندارند يا فوق‌العاده ريز هستند. تيم تحقيقاتي يادشده محاسبه كرد اين اندازه بايد كوچك‌تر از ۱۶ نانومتر باشد؛ يعني صدها بار كوچك‌تر از اندازه‌اي كه قبلا تخمين زده شده بود و آن‌قدر كوچك كه گرانش آن نمي‌تواند روي دنياي ما اثر بگذارد.
كيتي مك، فيزيك‌دان دانشگاه كاروليناي شمالي مي‌گويد: «اگر زماني‌كه حباب در حال انبساط است در نزديكي آن ايستاده باشيد، حتي متوجه آمدنش به‌سمتتان نخواهيد شد. اگر از زير به‌سمت شما بيايد، پاهايتان قبل از اينكه ذهنتان متوجه شود، از هستي ساقط مي‌شود.» از انديشه متخصصينات او، اين داستان ترسناك فقط زماني به واقعيت تبديل مي‌شود كه جهان علاوه‌بر آن چهار بُعد، يك بُعد اضافه هم داشته باشد و چون چنين اتفاقي هنوز نيفتاده است يا بُعد پنجمي در كار نيست يا اگر هست، اندازه‌اش آن‌قدر كوچك است كه گرانش آن تأثيري بر دنياي ما ندارد.
طرح مفهومي از امواج گرانشي
يكي از پرسش‌هاي مهم درباره‌ي دنياي فيزيك افزايش سرعت انبساط جهان و يكي از فرضيه‌هاي مربوط به آن نشت نيروي گرانش درون ابعاد ديگر است. براي آزمايش درستي يا ناردستي اين فرضيه و ابعاد فضازمان، مطالعه‌اي در سال ۲۰۱۸ روي داده‌هاي به‌دست‌آمده از امواج گرانشي تازه‌كشف‌شده انجام شد. طبق استدلال اين محققان، اگر جهان ما در حال نشت نيروي گرانش درون ابعاد اضافي است، آن وقت امواج گرانشي بايد بعد از طي كل جهان، از آنچه انتظار مي‌رود ضعيف‌تر باشند. محققان دريافتند اين امواج بعد از سفر دور‌و‌درازشان انرژي‌اي از دست نداده‌اند؛ در نتيجه يا ابعاد اضافي وجود ندارد يا آن‌قدر كوچك است كه تأثير بسيار ناچيزي روي گرانش مي‌گذارند.
كريس پاردو، فيزيك‌دان دانشگاه پرينستون و نويسنده‌ي ارشد اين مطالعه، معتقد است: «نسبيت عام مي‌گويد گرانش بايد در سه بُعد فعال باشد و نتايج اين مطالعه نيز همين را نشان مي‌دهد.» اين مطالعه نتيجه‌گيري كرد اندازه‌ي اين ابعاد اضافي آن‌قدر كوچك است كه خيلي از انديشه متخصصينيه‌هاي مربوط به نشت گرانش را منتفي مي‌كند. البته عوامل ناشناخته در اين دو مطالعه آن‌قدر زياد است كه نمي‌توان به‌‌قطع گفت اندازه‌ي ۱۶ نانومتر براي اين ابعاد اندازه‌ي دقيقي است. افزون‌براين، برخي دانشمندان هنوز تلاش مي‌كنند با انجام آزمايش‌هاي دقيق‌تر بالاخره وجود ابعاد اضافي را ثابت كنند.
جهان ده‌بُعدي
انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان براي علاقه‌مندان به جهان‌هاي موازي و سفر در زمان مي‌تواند انديشه متخصصينيه‌ي هيجان‌انگيزي باشد. بسياري از موضوعات مطرح‌شده در اين انديشه متخصصينيه اگر با منطق بسياري افراد همخوان نيست، دست‌كم با منطق رياضي درك‌كردني است. طبق انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان، جهان درواقع ده بُعد دارد: نُه بُعد فضايي و يك بُعد زماني:
- بُعد اول و دوم فقط يك نقطه است. اگر محور مختصات را از دوران مدرسه به‌خاطر بياوريد، با داشتن مقادير X و Y مي‌توانيد نقطه‌اي روي اين محور رسم كنيد.
- بُعد سوم همان عمق است كه روي محور مختصات با Z نمايش داده مي‌شود. براي اينكه بتوانيم جاي هر چيزي را روي زمين مشخص كنيم، به هر سه مقادير طول و عرض جغرافيايي و ارتفاع از سطح دريا نياز داريم.
- بُعد چهارم زمان است و براي تعيين موقعيت لازم است" چون آنچه الان در اين مختصات قرار دارد، ممكن است چند ساعت ديگر جاي ديگري باشد. از بُعد چهارم به‌بعد، داستان عجيب‌و‌غريب و شبيه سناريو فيلم‌هاي نولان مي‌شود.
- اگر مي‌توانستيم در بُعد پنجم نگاه كنيم، با جهاني مواجه مي‌شديم كه با جهان ما كمي متفاوت است. اين بُعد به ما اين امكان را مي‌دهد تا شباهت‌ها و تفاوت‌هاي بين جهان خود و جهان‌هاي ديگر را مطالعه كنيم.
- در بُعد ششم، با چندين جهان ممكن روبه‌رو مي‌شويم كه مثل جهان ما با انفجار بزرگ پديد آمده‌اند؛ اما اتفاقات متفاوتي در آن‌ها رخ مي‌دهد. اگر بتوانيد بُعد پنجم و ششم را تحت‌كنترل خود درآوريد، مي‌توانيد به گذشته و آينده سفر كنيد.
- در بُعد هفتم، به جهان‌هاي ممكني دسترسي داريم كه متفاوت از جهان ما پديد آمده‌اند و در‌نتيجه، از همان ابتدا با جهان ما تفاوت اساسي دارند.
- بُعد هشتم به ما مجموعه‌اي از جهان‌هاي ممكن را مي‌دهد كه هر‌كدام داستان پيدايش متفاوتي داشته‌اند و تا بي‌نهايت ادامه دارند.
- در بُعد نهم، مي‌توانيم تمام تاريخچه‌هاي جهان‌هاي ممكن را به‌همراه تمام قوانين فيزيكي ممكن و شرايط پيدايش آن‌ها با يكديگر مقايسه كنيم.
- در بُعد دهم، به نقطه‌اي مي‌رسيم كه هر چيز ممكن و تصوركردني را در خود جاي داده است. وراي اين بُعد ديگر از حد تصور بشر خارج است و معادلات انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان نيز با همين ده بُعد همراهي مي‌شود.
برخي دانشمندان معتقدند با نگاه درون تلسكوپ و مشاهده‌ي نوري كه از جهان اوليه آمده است، يعني با نگاه به ميلياردها سال قبل، ممكن است بتوانند تأثير اين ابعاد اضافي را در سير تحولي كيهان مشاهده كنند.
دنياي زيبا و مرموز از ديد انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان
انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان تلاشي براي آشتي‌دادن دو ستون اصلي فيزيك قرن بيستم، يعني مكانيك كوانتومي و گرانش است. طبق اين انديشه متخصصينيه، تمام ذرات رشته‌هايي تك‌بُعدي هستند كه ارتعاشات آن‌ها خواص ماده مانند جرم و بار الكتريكي آن‌ها را تعيين مي‌كند. از مانديشه متخصصين رياضيات و فرمول، اين انديشه متخصصينيه بسيار زيبا به‌انديشه متخصصين مي‌آيد و مدت‌ها است يكي از مدعيان برجسته‌ي انديشه متخصصينيه‌ي همه‌چيز است؛ يعني چهارچوبي كه بتوان با آن تمام قوانين فيزيك جهان را توضيح داد.
هنگامي‌كه دانشمندان در حال آزمايش روي انديشه متخصصينيه‌ي كوانتوم با بيشترين درجه‌ي دقت بودند، انيشتين حاضر نشد بپذيرد اين انديشه متخصصينيه‌ي نهايي براي توضيح سازوكار جهان است. او آخرين سال‌هاي عمرش در تلاش بود راهي براي سازگاركردن انديشه متخصصينيه‌ي گرانشي خودش با توصيف كوانتومي جهان پيدا كند؛ اما موفق نشد و بدون اينكه به آرزويش برسد، از دنيا رفت.
بيش از چهل سال بعد، آرزوي انيشتين بالاخره محقق شد و اشكال ناسازگاري نسبيت عام و مكانيك كوانتومي انگار بالاخره قرار بود با انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان حل شود. اگر حق با انديشه متخصصينيه‌پردازان ريسمان باشد، ما در دنيايي زندگي مي‌كنيم كه از آنچه تصور مي‌كنيم، بسيار پهناورتر است.
همانطوركه گفتيم، اين دنيا ده بُعد دارد. برخي از اين ابعاد در مقياس ميكروسكوپي در خود جمع شده‌اند و برخي ديگر بزرگ و ازانديشه متخصصين ما واقعي هستند؛ دنيايي كه در آن بين فضا و زمان تفاوتي وجود ندارد؛ دنيايي كه در آن مفهوم زمان و فضا از بين مي‌رود. برايان گرين، استاد دانشگاه كلمبيا، درباره‌ي اين موضوع مي‌گويد: «اگر انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان درست باشد، تاروپود جهان ما خواصي دارد كه حتي انيشتين را هم حيرت‌زده مي‌كرد.»
اگر انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان درست باشد، تاروپود جهان ما خواصي دارد كه حتي انيشتين را هم حيرت‌زده مي‌كرد
در انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان، از ذرات بنيادي (مثل الكترون يا كوارك) خبري نيست؛ بلكه صحبت از رشته‌هاي مرتعش است. اين رشته‌ها از چيزي ساخته نشدند؛ بلكه خودشان سازنده‌ي اساسي ماده هستند. پيامد جايگزين‌كردن ذرات نقطه‌اي‌شكل با رشته‌هاي مرتعش ميكروسكوپي بي‌نهايت عظيم است. تنها چهارچوب منسجمي كه بتواند اين رشته‌ها را توضيح دهد، نيازمند دنيايي با دَه يا يازده بُعد است. ابعاد اضافي و بسيار فشرده‌ي مدل ريسمان خواص دنياي ما را تعيين مي‌كنند و ابعاد بزرگ‌تر همان سه بُعد فضايي و يك بُعد زماني است كه براي ما درك‌پذير و تجربه‌كردني است.
اين تئوري تلاشي براي پيوند‌دادن هر چهار نيروي اصلي طبيعت است و انديشه متخصصينيه‌پردازان ريسمان براي رسيدن به اين هدف حاضرند از مفهوم سنتي فضا و زمان دست بكشند و جهاني ده‌بُعدي را تصور كنند تا پيوند بين اين چهار نيرو سرانجام ممكن شود.
هنوز كسي نمي داند آيا انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان انديشه متخصصينيه‌ي همه‌چيز است؛ البته اگر واقعا چنين انديشه متخصصينيه‌اي وجود داشته باشد. ظرفيت اين انديشه متخصصينيه آن‌قدر زياد است كه مي‌تواند تا چند سال آينده براي توضيح سازوكار دروني جهان به‌كار رود. ادوارد ويتن، يكي از پيش‌گامان اين انديشه متخصصينيه، اعتقاد دارد: «انديشه متخصصينيه‌ي ريسمان بخشي از فيزيك قرن بيست‌و‌يكم است كه اتفاقي سر از قرن بيستم در‌آورد.»
انديشه متخصصينات شما متخصصان اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران درباره‌ي بُعد پنجم يا ابعاد اضافي ديگر جهان نيست؟ آيا روزي خواهد رسيد كه وجود اين ابعاد اثبات شود يا اين فرضيه‌ها فقط در دنياي داستان‌هاي علمي‌تخيلي متخصصد دارد؟
هم انديشي ها