De wereld zoals wij die kennen heeft drie dimensies van ruimte - lengte, breedte en diepte - en één dimensie van tijd. Maar er is de geestverruimende mogelijkheid dat er nog veel meer dimensies bestaan. Volgens de snaartheorie, een van de toonaangevende natuurkundemodellen van de laatste halve eeuw, werkt het universum met 10 dimensies. Maar dat roept een grote vraag op: als er 10 dimensies zijn, waarom ervaren we ze dan niet allemaal of hebben we ze niet ontdekt? Lisa Grossman van ScienceNews meldt dat een nieuw artikel een antwoord suggereert, waaruit blijkt dat die dimensies zo klein en zo vluchtig zijn dat we ze momenteel niet kunnen detecteren.
Het is moeilijk om de wiskunde achter de snaartheorie volledig uit te leggen zonder een afgestudeerd seminar of twee, maar in essentie hebben dimensies vijf tot en met tien te maken met mogelijkheid en omvatten ze alle mogelijke toekomsten en alle mogelijke verleden tijd, inclusief realiteiten met een totaal andere fysica dan die in ons universum.
Als twee protonen tegen elkaar slaan met voldoende hoge snelheden, hebben ze de mogelijkheid om een klein zwart gat te maken dat slechts een fractie van een seconde zou bestaan voordat ze verdwijnen, volgens een nieuwe studie, die niet door collega's is beoordeeld, op de preprint server arXiv.org. De botsing zou een kleine bubbel van interdimensionale ruimte openen waar de natuurwetten anders zijn dan die van ons, wat leidt tot een gebeurtenis die bekend staat als vacuümverval. In de kwantumfysica houdt vacuümverval in dat als de interdimensionale ruimte groot genoeg was, we toast zouden zijn. Met genoeg zwaartekracht om in wisselwerking te staan met onze wereld, zou de nieuw gevormde "Kosmische Doodsbubbel" met de snelheid van het licht groeien, de fysica van ons universum snel veranderen, het onbewoonbaar maken en ons effectief uit ons bestaan zappen.
"Als je in de buurt staat wanneer de bubbel begint uit te zetten, zie je het niet aankomen, " vertelt co-auteur, natuurkundige Katie Mack van de North Carolina State University, aan Grossman. "Als het van beneden naar je toe komt, stoppen je voeten met bestaan voordat je geest dat beseft."
Ultrahoge energie kosmische stralen bashen de hele tijd in elkaar met voldoende energie om dit proces te starten. Als extra dimensies groot genoeg waren om de doodsbubbel te vormen, vonden de onderzoekers, zou dit al duizenden keren zijn gebeurd. Het feit dat we nog steeds bestaan is een indirect bewijs dat andere dimensies uiterst klein zijn. Het team heeft berekend dat ze kleiner moeten zijn dan 16 nanometer, te klein voor hun zwaartekracht om veel in onze wereld te beïnvloeden en honderden keren kleiner dan eerdere berekeningen, meldt Grossman.
De nieuwe studie komt voort uit een andere studie over extra dimensies gepubliceerd in het Journal of Cosmology and Astroparticle Physics gepubliceerd in juli. Mara Johnson-Groh van LiveScience meldt dat een van de grote vragen in de natuurkunde is waarom de uitbreiding van het universum versnelt. Een theorie is dat de zwaartekracht uit ons universum naar andere dimensies lekt. Om dit idee te testen, keken onderzoekers naar gegevens van recent ontdekte zwaartekrachtsgolven. Als ons universum door deze andere dimensies zou lekken, redeneerden de onderzoekers, dan zouden de zwaartekrachtgolven zwakker zijn dan verwacht na een reis door het universum.
Maar de onderzoekers ontdekten dat ze tijdens hun lange reis geen energie verloren, wat betekent dat andere dimensies ofwel niet bestaan of zo klein zijn dat ze de zwaartekracht niet of nauwelijks beïnvloeden.
"Algemene relativiteitstheorie zegt dat zwaartekracht in drie dimensies moet werken, en [de resultaten] laten zien dat dat is wat we zien, " vertelt natuurkundige Kris Pardo van Princeton, hoofdauteur van de juli-studie, aan Johnson-Groh. De laatste studie concludeert ook dat de grootte van extra dimensies zo klein is dat het veel theorieën over zwaartekracht uit ons universum uitsluit.
Cosmoloog Ian Moss van de universiteit van Newcastle in Engeland vertelt Grossman dat het laatste artikel grondig is en hij geen flagrante fouten ziet, maar er zijn nog te veel onbekenden om te zeggen dat de limiet van 16 nanometer zeker is.
