Når nogen nævner “forskellige dimensioner”, tænker vi ofte på ting som parallelle universer – alternative virkeligheder, der eksisterer parallelt med vores egen, men hvor tingene fungerer eller er sket på en anden måde. Men dimensionernes virkelighed, og hvordan de spiller en rolle i ordningen af vores univers, er i virkeligheden helt anderledes end denne populære karakteristik.
For at bryde det ned, er dimensioner simpelthen de forskellige facetter af det, vi opfatter som værende virkeligheden. Vi er umiddelbart opmærksomme på de tre dimensioner, der omgiver os dagligt – de dimensioner, der definerer længden, bredden og dybden af alle objekter i vores universer (henholdsvis x-, y- og z-aksen).
Over for disse tre synlige dimensioner mener forskerne, at der kan være mange flere. Faktisk antager den teoretiske ramme i superstrengteorien, at universet eksisterer i ti forskellige dimensioner. Disse forskellige aspekter er det, der styrer universet, naturens fundamentale kræfter og alle de elementarpartikler, der er indeholdt i det.
Den første dimension er, som allerede nævnt, den, der giver det længde (alias x-aksen). En god beskrivelse af et endimensionelt objekt er en lige linje, som kun eksisterer i form af længde og ikke har nogen andre opfattelige kvaliteter. Tilføj dertil en anden dimension, y-aksen (eller højden), og du får et objekt, der bliver en todimensionel form (som f.eks. et kvadrat).
Den tredje dimension indebærer dybde (z-aksen) og giver alle objekter en fornemmelse af areal og et tværsnit. Det perfekte eksempel på dette er en terning, som eksisterer i tre dimensioner og har en længde, en bredde, en dybde og dermed et rumfang. Ud over disse tre ligger de syv dimensioner, som ikke umiddelbart er synlige for os, men som stadig kan opfattes som havende en direkte indvirkning på universet og virkeligheden, som vi kender den.
Videnskabsfolk mener, at den fjerde dimension er tid, som styrer egenskaberne for alt kendt stof på ethvert givet tidspunkt. Sammen med de tre andre dimensioner er det vigtigt at kende et objekts position i tiden for at kunne bestemme dets position i universet. Det er i de andre dimensioner, at de dybere muligheder kommer i spil, og det er i forbindelse med forklaringen af deres samspil med de andre dimensioner, at tingene bliver særligt vanskelige for fysikerne.
I henhold til superstrengteorien er det i den femte og sjette dimension, at begrebet mulige verdener opstår. Hvis vi kunne se videre til den femte dimension, ville vi se en verden, der var lidt anderledes end vores egen, og som ville give os mulighed for at måle ligheder og forskelle mellem vores verden og andre mulige verdener.
I den sjette ville vi se et plan af mulige verdener, hvor vi kunne sammenligne og placere alle de mulige universer, der starter med de samme begyndelsesbetingelser som dette univers (dvs. Big Bang). Hvis man kunne beherske den femte og sjette dimension, kunne man i teorien rejse tilbage i tiden eller gå til forskellige fremtider.
I den syvende dimension har man adgang til de mulige verdener, der starter med forskellige begyndelsesbetingelser. Mens i den femte og sjette verden var de indledende betingelser de samme, og de efterfølgende handlinger var forskellige, er alt her anderledes fra tidens begyndelse. Den ottende dimension giver os igen et plan af sådanne mulige univershistorier, som hver især begynder med forskellige begyndelsesbetingelser og forgrener sig i det uendelige (derfor kaldes de uendeligheder).
I den niende dimension kan vi sammenligne alle de mulige univershistorier, der begynder med alle de forskellige mulige fysiklove og begyndelsesbetingelser. I den tiende og sidste dimension når vi frem til det punkt, hvor alt muligt og tænkeligt er dækket ind. Ud over dette kan intet forestilles af os lavtstående dødelige, hvilket gør det til den naturlige begrænsning for, hvad vi kan forestille os i form af dimensioner.
Eksistensen af disse ekstra seks dimensioner, som vi ikke kan opfatte, er nødvendig for Stringteorien, for at de kan være konsistente i naturen. Det faktum, at vi kun kan opfatte fire rumdimensioner, kan forklares ved en af to mekanismer: Enten er de ekstra dimensioner komprimeret på en meget lille skala, eller også lever vores verden måske på en 3-dimensionel undermængde svarende til en brane, hvorpå alle kendte partikler ud over tyngdekraften ville være begrænset (aka. brane-teori).
Hvis de ekstra dimensioner er komprimeret, så må de ekstra seks dimensioner være i form af en Calabi-Yau-manifold (vist ovenfor). Selv om de er umærkelige for vores sanser, ville de have styret universets dannelse helt fra begyndelsen. Derfor mener forskerne, at de ved at kigge tilbage i tiden og bruge teleskoper til at se lys fra det tidlige univers (dvs. for milliarder af år siden) måske kan se, hvordan eksistensen af disse ekstra dimensioner kan have påvirket udviklingen af kosmos.
Som andre kandidater til en stor forenende teori – også kaldet Theory of Everything (TOE) – er troen på, at universet består af ti dimensioner (eller flere, afhængigt af hvilken model af strengteori man bruger) et forsøg på at forene standardmodellen for partikelfysik med eksistensen af tyngdekraften. Kort sagt er det et forsøg på at forklare, hvordan alle kendte kræfter i vores univers interagerer, og hvordan andre mulige universer selv kan fungere.
For yderligere oplysninger er her en artikel på Universe Today om parallelle universer og en anden om et parallelt univers, som forskere troede, de havde fundet, men som faktisk ikke eksisterer.
Der er også nogle andre gode ressourcer online. Der er en fantastisk video, der forklarer de ti dimensioner i detaljer. Du kan også kigge på PBS’ hjemmeside for tv-programmet Elegant univers. Det har en god side om de ti dimensioner.
Du kan også lytte til Astronomy Cast. Du vil måske finde episode 137 The Large Scale Structure of the Universe ret interessant.