Η πρώτη ένδειξη ήρθε το 1905 όταν ο Αϊνστάιν ανέπτυξε τη θεωρία της ειδικής σχετικότητας. Από τότε οι φυσικοί έχουν διαπιστώσει ότι, τουλάχιστον θεωρητικά, μπορεί να υπάρχουν άλλες διαστάσεις πέρα από τις τρεις συνήθεις μας (μήκος, πλάτος και ύψος). Γενικά όταν μιλάμε για μια τέταρτη διάσταση θεωρείται ο χωροχρόνος, αλλά οι τελευταίες έρευνες στον τομέα εμβαθύνουν σε κάτι διαφορετικό.
Τι είναι και πού βρίσκεται η τέταρτη διάσταση
Ο εγκέφαλός μας, προειδοποιούν οι επιστήμονες, μπορεί να είναι ανίκανος να αντιληφθεί αυτή τη διάσταση (και τις ενδεχόμενες άλλες ακόμα). Μαθηματικά μπορούμε να την περιγράψουμε, αλλά μπορεί να μην τη βιώσουμε ποτέ στον φυσικό κόσμο.
Δύο ξεχωριστές ερευνητικές ομάδες, μία στις Ηνωμένες Πολιτείες και μία στην Ευρώπη, διεξήγαγαν δύο πειράματα (διαφορετικά μόνο στην πράξη αλλά εννοιολογικά ίδια) αναζητώντας μαθηματικές αποδείξεις αυτής της διάστασης.
Τα πειράματα βασίζονται στο φαινόμενο Hall: υπάρχει ένας ηλεκτρικός αγωγός, για παράδειγμα ένα μεταλλικό φύλλο ή ένα σύρμα, μέσω του οποίου περνάει το ηλεκτρικό ρεύμα. Τα ηλεκτρόνια κινούνται προς μία κατεύθυνση. Αν τοποθετηθεί ένα μαγνητικό πεδίο κάθετα στη ροή, τα ηλεκτρόνια εκτρέπονται.
Αν το υλικό είναι σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, κοντά στο απόλυτο μηδέν, η αλληλεπίδραση μεταξύ ρεύματος και μαγνητικού πεδίου δημιουργεί μια διαφορά δυναμικού που αλλάζει με διακριτό τρόπο (δηλαδή κάνοντας “άλματα” από μια τιμή σε άλλη) αντί για συνεχή τρόπο. Με βάση τις φόρμουλες, η μέτρηση αυτών των αλλαγών στην τάση θα πρέπει να είναι δυνατή σε μια επιπλέον χωρική διάσταση, την τέταρτη, που δεν είναι προσβάσιμη στους πειραματιστές.
Οι ερευνητικές ομάδες χρησιμοποίησαν υπερψυχρά άτομα και διασταυρούμενες δέσμες λέιζερ, επιτρέποντάς τους να “δουν” τις συνέπειες του κβαντικού φαινομένου Hall σε μια τέταρτη χωρική διάσταση. Ή καλύτερα, για να είμαστε πιο ακριβείς: τα δύο πειράματα έδειξαν ποια θα ήταν τα μετρήσιμα αποτελέσματα του κβαντικού φαινομένου Hall αν συνέβαινε σε έναν τετραδιάστατο κόσμο.
“Το τελικό αποτέλεσμα του πειράματος”, εξηγούν από την ευρωπαϊκή ομάδα “είναι μια προσομοίωση ενός συστήματος που κινείται σε μια τέταρτη χωρική διάσταση. Είναι σαν να έχουμε μετατρέψει, εικονικά, ένα δισδιάστατο σύστημα σε ένα τετραδιάστατο σύστημα”.
Τα πειράματα τελικά απέδειξαν μαθηματικά ότι υπάρχει μια τέταρτη διάσταση, ακόμα κι αν δεν είναι ορατή στον κόσμο μας.
Τέλος, σας προτείνουμε αυτό το βίντεο με τον Carl Sagan που εξηγεί την τέταρτη διάσταση με πραγματικά “απλό” τρόπο:
