Student World

pravidelné páteční „přetištění“ staršího článku

Teorie superstrun, M teorie i bránové světy předpokládají různý počet svinutých dimenzí, které jsou tak malé, že je nedetekujeme. Brian Green to v Elegantním vesmíru přirovnal k „neviditelným“ rozměrům dlouhé hadice nebo nitě, které vnímáme jako 1rozměrné. V našem světě podobně vnímáme pouze tři rozměry prostorové a jeden časový.

Teď malá odbočka ke gravitačnímu zákonu. Gravitační síla klesá s růstem vzdálenosti s druhou mocninou. Proč zrovna takhle? Představme si gravitaci třeba jako tok hypotetických částic, jako rozbíhající se paprsky. V určité vzdálenosti od tělesa odpovídá intenzita gravitační síly hustotě těchto siločar. Hustota odpovídá počtu siločar (ten je stále stejný) děleno povrchem koule o určitém poloměru, a ten roste s druhou mocninou. Proto gravitace klesá taktéž s druhou mocninou – alespoň ve 3D.
Ve 2D by ovšem klesala úměrně obvodu kruhu, tedy s první mocninou. Na přímce by byla všude stejná (i když to není příklad zrovna názorný). Každopádně pokles gravitace (mocnina v tomto vzorečku) odpovídá počtu dimenzí –1.
Jak to teď bude vypadat ve světě svinutých rozměrů? Představte si paprsky šířící se hadicí. Dostatečně daleko od zdroje, kde 1 rozměr „převládne“ nad ostatními, už intenzita klesat nebude. Těsně kolem ohniska to bude fungovat jako v normálním 3D prostoru.
Takže – dodatečné dimenze bychom mohli detekovat na malých vzdálenostech. Gravitační síla by zde se vzdáleností měla klesat s větší než druhou mocninou – podle toho, kolik těch svinutých dimenzí je.
Pokusně bylo ověřeno, že gravitační síla klesá s druhou mocninou až do délek kolem milimetru. Výsledky experimentů v řádu desetin milimetru nejsou zatím jednoznačné, respektive odchylky se nepodařilo potvrdit. Gravitace se ovšem na takhle malých měřítcích měří špatně, přece jen jde o sílu uplatňující se spíše na velkých vzdálenostech. V desetinách milimetru ji jasně přebíjejí účinky dalších interakcí.

Každopádně je zajímavé, že dodatečné dimenze by mohly mít nikoliv délku v řádu té Planckovy, ale kolem desetiny milimetru, a i tak by byly pro nás neviditelné, alespoň prozatím. (Pro negravitační síly jsou podle Greena v současných modelech dodatečné dimenze nepřístupné zcela.)

Zdroj: Brian Greene: Struktura vesmíru, Paseka, Praha 2006

autor Pavel Houser