Вчені заявили, що існування додаткових просторових вимірів може розкрити природу Всесвіту

Нове дослідження знову привернуло увагу науковці до гіпотези додаткових вимірів, яка може пояснити слабкість гравітації та пролити світло на фундаментальні суперечності у фізиці. Ідея, висунута ще у 1919 році фізиком Теодором Калюцою, залишається актуальною й сьогодні, адже саме вона пропонує можливий ключ до розуміння природи Всесвіту.

Однією з головних загадок сучасної науки є «проблема ієрархії» — чому гравітація значно слабша за інші фундаментальні взаємодії, такі як електромагнетизм чи ядерні сили. Теоретики припускають, що гравітація може «розтікатися» у додаткові просторові виміри, які не відчувають інші сили. Це пояснювало б її ослаблення у нашому чотиривимірному просторі-часі.

Постає питання, де саме ці виміри. Згідно з моделлю Калюци, вони мають бути «згорнуті» у надзвичайно малі структури, невидимі для наших масштабів. Теоретично, навіть під час найменшого руху ми мільярди разів «обертаємося» довкола цих компактних вимірів, не помічаючи цього.

Художнє зображення чорної діри, що викривляє простір-час відповідно до загальної теорії відносності Ейнштейна. (Джерело зображення: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Getty Images)

Ідею активно розвивали теоретики струн, для яких додаткові виміри необхідні для узгодження рівнянь. Розрахунки показують, що їхній розмір міг би становити близько десятої частки міліметра — величезний показник для субатомних масштабів. Єдиною причиною, чому ми їх не спостерігаємо, може бути те, що лише гравітація здатна їх «відчувати».

Проблема полягає у відсутності експериментальних доказів. Якщо гравітони, гіпотетичні носії гравітації, можуть рухатися через додаткові виміри, вони мали б набувати маси, що можна було б зафіксувати на прискорювачах частинок. Та ознак таких «масивних гравітонів» досі немає. У 1999 році фізики Ліза Рендалл і Раман Сундрум запропонували моделі з викривленими вимірами, які дозволяють пояснити слабкість гравітації, але залишаються недосяжними для сучасних експериментів. Попри це, теорія й надалі вважається однією з найелегантніших спроб пояснити фундаментальну природу Всесвіту.