Khi ai đó đề cập đến “các chiều không gian khác nhau”, chúng ta có xu hướng nghĩ về những thứ như vũ trụ song song – các thực tại thay thế tồn tại song song với chúng ta, nhưng nơi mọi thứ hoạt động hoặc xảy ra khác nhau. Tuy nhiên, thực tế của các chiều và cách chúng đóng một vai trò nào đó trong trật tự của Vũ trụ của chúng ta thực sự khá khác so với mô tả phổ biến này.
Lý thuyết siêu dây cho rằng vũ trụ tồn tại trong 10 chiều cùng một lúc.
Để phá vỡ nó, các chiều chỉ đơn giản là các khía cạnh khác nhau của những gì chúng ta nhận thức là thực tế. Chúng ta ngay lập tức nhận thức được ba chiều bao quanh chúng ta hàng ngày – những chiều xác định chiều dài, chiều rộng và chiều sâu của tất cả các đối tượng trong vũ trụ của chúng ta (các trục x, y và z, tương ứng).
Ngoài ba chiều có thể nhìn thấy này, các nhà khoa học tin rằng có thể còn nhiều thứ nữa. Trên thực tế, khung lý thuyết của Lý thuyết Siêu dây cho rằng vũ trụ tồn tại trong mười chiều không gian khác nhau. Những khía cạnh khác nhau này là thứ chi phối vũ trụ, các lực cơ bản của tự nhiên, và tất cả các hạt cơ bản chứa bên trong.
Chiều đầu tiên , như đã lưu ý, đó là mang đến cho nó dài (aka. Trục x). Mô tả một vật thể một chiều là một đường thẳng, chỉ tồn tại về độ dài và không có đặc điểm nào khác có thể nhận biết được. Thêm vào đó một chiều thứ hai, trục y (hoặc chiều cao) và bạn sẽ có một đối tượng trở thành hình dạng 2 chiều (như hình vuông).
Chiều thứ ba liên quan đến chiều sâu (trục z), và cho tất cả các đối tượng cảm giác về diện tích và mặt cắt ngang. Ví dụ về điều này là một khối lập phương, tồn tại trong ba chiều và có chiều dài, chiều rộng, chiều sâu và do đó có thể tích. Ngoài ba chiều này là bảy chiều không hiển thị ngay lập tức đối với chúng ta, nhưng vẫn có thể được coi là có ảnh hưởng trực tiếp đến vũ trụ và thực tại như chúng ta biết.
Các nhà khoa học tin rằng chiều thứ tư là thời gian, thứ chi phối các thuộc tính của tất cả các vật chất đã biết tại bất kỳ thời điểm nào. Cùng với ba chiều không gian khác, biết vị trí của một vật thể trong thời gian là điều cần thiết để vẽ ra vị trí của nó trong vũ trụ. Các chiều không gian khác là nơi phát huy các khả năng sâu hơn và giải thích sự tương tác của chúng với các chiều khác là nơi mọi thứ trở nên đặc biệt khó khăn đối với các nhà vật lý.
Dòng thời gian của vũ trụ, bắt đầu với Vụ nổ lớn. Theo Lý thuyết dây, đây chỉ là một trong nhiều thế giới có thể có.
Theo Lý thuyết Siêu dây, chiều không gian thứ năm và thứ sáu là nơi phát sinh ý niệm về các thế giới có thể có. Nếu chúng ta có thể nhìn xuyên qua chiều không gian thứ năm, chúng ta sẽ thấy một thế giới hơi khác với thế giới của chúng ta, điều này sẽ cung cấp cho chúng ta một phương tiện đo lường sự giống và khác nhau giữa thế giới của chúng ta và những thế giới có thể có khác.
Trong chiều thứ sáu, chúng ta sẽ thấy một mặt phẳng của các thế giới có thể có, nơi chúng ta có thể so sánh và định vị tất cả các vũ trụ có thể bắt đầu với các điều kiện ban đầu giống như vũ trụ này (tức là Vụ nổ lớn). Về lý thuyết, nếu bạn có thể nắm vững chiều không gian thứ năm và thứ sáu, bạn có thể du hành ngược thời gian hoặc đi đến những tương lai khác.
Trong chiều không gian thứ bảy, bạn có quyền truy cập vào các thế giới có thể bắt đầu với các điều kiện ban đầu khác nhau. Trong khi ở phần thứ năm và thứ sáu, các điều kiện ban đầu giống nhau và các hành động tiếp theo khác nhau, thì ở đây, mọi thứ đã khác so với ban đầu. Chiều thứ tám một lần nữa cung cấp cho chúng ta một mặt phẳng của lịch sử vũ trụ có thể có như vậy, mỗi mặt phẳng bắt đầu với các điều kiện ban đầu khác nhau và phân nhánh ra vô tận (do đó tại sao chúng được gọi là vô hạn).
Trong chiều không gian thứ chín, chúng ta có thể so sánh tất cả các lịch sử vũ trụ có thể có, bắt đầu với tất cả các định luật vật lý và điều kiện ban đầu có thể có khác nhau. Ở chiều thứ mười và là chiều cuối cùng, chúng ta đến điểm mà mọi thứ có thể và có thể tưởng tượng được đều bị bao phủ. Ngoài điều này, không có gì có thể tưởng tượng được đối với những người phàm tục thấp hèn của chúng ta, điều này khiến nó trở thành giới hạn tự nhiên của những gì chúng ta có thể hình dung về các chiều không gian.
Sự tồn tại của sáu chiều không gian bổ sung này mà chúng ta không thể nhận thức được là cần thiết cho Lý thuyết dây để có được sự nhất quán về bản chất. Thực tế là chúng ta chỉ có thể nhận thức được bốn chiều không gian có thể được giải thích bởi một trong hai cơ chế: hoặc các chiều phụ được kết hợp chặt chẽ trên một quy mô rất nhỏ, hoặc nếu không thế giới của chúng ta có thể sống trên một góc nhỏ 3 chiều tương ứng với một brane, trên mà tất cả các hạt đã biết ngoài lực hấp dẫn sẽ bị hạn chế (hay còn gọi là lý thuyết brane).
Sự tồn tại của các chiều phụ được giải thích bằng cách sử dụng đa tạp Calabi-Yau, trong đó tất cả các thuộc tính nội tại của các hạt cơ bản đều bị ẩn đi. Credit: A Hanson
Nếu các chiều bổ sung được tổng hợp, thì sáu chiều phụ phải ở dạng đa tạp Calabi – Yau (được hiển thị ở trên). Mặc dù không thể nhận thấy nếu các giác quan của chúng ta có liên quan, nhưng chúng sẽ chi phối sự hình thành của vũ trụ ngay từ ban đầu. Do đó, tại sao các nhà khoa học tin rằng nhìn ngược thời gian, sử dụng kính thiên văn để phát hiện ánh sáng từ vũ trụ sơ khai (tức là hàng tỷ năm trước), họ có thể thấy sự tồn tại của các chiều không gian bổ sung này có thể ảnh hưởng như thế nào đến sự tiến hóa của vũ trụ.
Giống như các ứng cử viên khác cho lý thuyết thống nhất lớn – hay còn gọi là Thuyết vạn vật (TOE) – niềm tin rằng vũ trụ được tạo thành từ mười chiều (hoặc nhiều hơn, tùy thuộc vào mô hình lý thuyết dây bạn sử dụng) là một nỗ lực để điều hòa mô hình tiêu chuẩn của vật lý hạt với sự tồn tại của lực hấp dẫn. Nói tóm lại, đó là một nỗ lực để giải thích cách tất cả các lực đã biết trong vũ trụ của chúng ta tương tác với nhau và cách mà các vũ trụ có thể có khác có thể tự hoạt động.
Nguồn tham khảo: https://phys.org/news/2014-12-universe-dimensions.html
