Em 1919, o físico Theodor Kaluza levantou a hipótese de que dimensões extras poderiam resolver alguns problemas pendentes. problema de física. Embora não tenhamos encontrado nenhuma evidência de nada além do espaço-tempo quadridimensional normal, ainda existem muitas opções interessantes que valem a pena explorar.
Um dos maiores problemas que a física moderna enfrenta é o “problema da hierarquia”. Basicamente, o poder A gravidade é muito fraca. É bilhões de bilhões de vezes mais fraco que qualquer um dos outros força básicanão sabemos por quê.
Mas isto por si só levanta uma grande questão: onde exatamente estão essas dimensões extras? Não sentimos, percebemos ou detectamos qualquer liberdade adicional de movimento. A única resposta é que as dimensões extras devem se enrolar umas contra as outras numa escala tão pequena que não as notamos. À medida que nos movemos pelo universo, mesmo o menor movimento, estamos na verdade orbitando todas essas dimensões enroladas trilhões de vezes. Não percebemos, a vida continua normalmente.
Os teóricos das cordas há muito usam a ideia de dimensões extras para fazer suas teorias funcionarem. Mas a capacidade de explicar a fraqueza da gravidade utiliza o mesmo conceito básico, sem arrastar teoria das cordas Vamos dar um passeio juntos. Para que a gravidade fosse tão fraca, o tamanho extra teria que ser da ordem de um décimo de milímetro, o que é absolutamente enorme para processos subatômicos. A única razão pela qual não notamos dimensões extras tão grandes é que apenas a gravidade pode experimentá-las.
Surpreendentemente, existem maneiras de espiar dimensões ocultas sem acessá-las diretamente. Imagine enrolar firmemente um tubo de papel e enviar uma partícula sem massa (como um fóton) ao longo da borda do tubo. A partícula se moverá longitudinalmente, mas também ao redor da circunferência do tubo.
Se você olhar para o tubo de uma distância suficiente, não conseguirá ver o tamanho de sua curvatura. Você verá o fóton se movendo para baixo, mas como parte de seu movimento ocorrerá em dimensões que não podemos ver, ele parecerá estar se movendo mais lentamente que a luz. Mas as partículas mais lentas que a luz têm massa, o que significa que se os fotões pudessem viajar para dimensões extra, não seriam desprovidos de massa.
Suspeitamos fortemente que a gravidade é transportada por partículas sem massa chamadas grávitons. Esses grávitons serão velocidade da luzmas se pudessem acessar dimensões extras, pareceriam enormes. Devido às estranhas regras da mecânica quântica e à natureza ondulatória das partículas, veríamos na verdade uma variedade infinita de massas de grávitons.
Portanto, a chave para desbloquear dimensões extras é realizar experimentos com colisores de partículas de alta energia para ver se alguma partícula gigante semelhante ao gráviton emerge.
Mas apesar das pesquisas dos físicos, não encontramos nada. Isso não exclui dimensões extras, mas torna a ideia pouco atraente. Para acomodar as actuais limitações observacionais, as dimensões adicionais teriam de ser muito, muito pequenas – muito menores do que o necessário para explicar a fraqueza da gravidade.
Mas talvez haja uma maneira. Em 1999, os físicos Lisa Randall e Raman Sundrum expandiram a ideia de dimensões extras. Em vez de torná-los planos, Randall e Sandrum permitiram que as dimensões extras tivessem curvatura. Essa flexibilidade permite tamanhos grandes o suficiente para explicar por que a gravidade é fraca, mas torna os grávitons indetectáveis pelos aceleradores de partículas atuais.
Estas são boas e más notícias; permite todo o truque extradimensional para resolver o problema da hierarquia, ao mesmo tempo que contorna as limitações experimentais atuais.
Portanto, embora seja uma ideia interessante, atualmente não há evidências para apoiá-la. Mas ainda é divertido imaginar dimensões extras do universo escondidas à vista de todos.
