Il mondo come lo conosciamo ha tre dimensioni dello spazio - lunghezza, larghezza e profondità - e una dimensione del tempo. Ma c'è la possibilità strabiliante che esistano molte più dimensioni là fuori. Secondo la teoria delle stringhe, uno dei principali modelli fisici dell'ultimo mezzo secolo, l'universo opera con 10 dimensioni. Ma questo solleva una grande domanda: se ci sono 10 dimensioni, perché non le sperimentiamo tutte o non le abbiamo rilevate? Lisa Grossman di ScienceNews riferisce che un nuovo articolo suggerisce una risposta, dimostrando che quelle dimensioni sono così minuscole e così fugaci che attualmente non possiamo rilevarle.
È difficile spiegare completamente la matematica alla base della teoria delle stringhe senza organizzare un seminario laureato o due, ma in sostanza le dimensioni da cinque a dieci hanno a che fare con la possibilità e includono tutti i possibili futuri e tutti i possibili passati, comprese le realtà con una fisica totalmente diversa da quelle in il nostro universo.
Se due protoni si rompono insieme a velocità sufficientemente elevate, hanno la capacità di creare un piccolo buco nero che esisterebbe per solo una frazione di secondo prima di scomparire, secondo un nuovo studio, che non è stato rivisto da pari, sul server di prestampa arXiv.org. La collisione aprirà una piccola bolla di spazio interdimensionale in cui le leggi della fisica sono diverse dalle nostre, portando a un evento noto come decadimento del vuoto. Nella fisica quantistica, il decadimento del vuoto implica che se lo spazio interdimensionale fosse abbastanza grande, saremmo brindati. Con abbastanza gravità per interagire con il nostro mondo, la "Cosmic Death Bubble" appena formata crescerebbe alla velocità della luce, cambierebbe rapidamente la fisica del nostro universo, lo renderebbe inabitabile ed efficacemente ci farà uscire dall'esistenza.
"Se ti trovi nelle vicinanze quando la bolla inizia ad espandersi, non la vedi arrivare", ha detto a Grossman la coautrice dello studio, la fisica Katie Mack della North Carolina State University. "Se ti viene dal basso, i tuoi piedi smettono di esistere prima che la tua mente se ne renda conto."
I raggi cosmici ad altissima energia si scontrano continuamente con energia sufficiente per iniziare questo processo. Se le dimensioni extra fossero abbastanza grandi da consentire la formazione della bolla della morte, i ricercatori hanno scoperto che sarebbe già successo migliaia di volte. Il fatto che esistiamo ancora è una prova circostanziale che altre dimensioni sono ultra-minuscole. Il team ha calcolato che devono essere inferiori a 16 nanometri, troppo piccoli perché la loro gravità possa influenzare molto nel nostro mondo e centinaia di volte più piccoli dei calcoli precedenti, riporta Grossman.
Il nuovo studio arriva sulla coda di un altro studio sulle dimensioni extra pubblicato nel Journal of Cosmology and Astroparticle Physics pubblicato a luglio. Mara Johnson-Groh di LiveScience riferisce che una delle grandi domande in fisica è il motivo per cui l'espansione dell'universo sta accelerando. Una teoria è che la gravità sta fuoriuscendo dal nostro universo in altre dimensioni. Per testare questa idea, i ricercatori hanno esaminato i dati delle onde gravitazionali scoperte di recente. Se il nostro universo perdesse gravità attraverso queste altre dimensioni, ragionarono i ricercatori, allora le onde gravitazionali sarebbero più deboli del previsto dopo aver viaggiato attraverso l'universo.
Ma i ricercatori hanno scoperto di non aver perso energia durante il loro lungo viaggio, il che significa che non esistono altre dimensioni o sono così minuscole da non influenzare molto la gravità, se non del tutto.
"La relatività generale afferma che la gravità dovrebbe funzionare in tre dimensioni e [i risultati] mostrano che è quello che vediamo", afferma il fisico Kris Pardo di Princeton, autore principale dello studio di luglio, a Johnson-Groh. L'ultimo studio conclude inoltre che la dimensione delle dimensioni extra è così piccola che preclude molte teorie sulla fuoriuscita di gravità dal nostro universo.
Il cosmologo Ian Moss dell'Università di Newcastle in Inghilterra dice a Grossman che l'ultimo documento è accurato e non vede alcun difetto evidente, ma ci sono ancora troppe incognite per dire che il limite di 16 nanometri è certo.
