lisäulottuvuusteorioissa

Lisäulottuvuusteoriat ovat joukko teoreettisia malleja fysiikassa, jotka pyrkivät selittämään maailmankaikkeutta laajentamalla tunnettuja kolmea avaruudellista ulottuvuutta ja yhtä aikadulottuvuutta. Näissä teorioissa ehdotetaan, että todellisuudessa saattaa olla useampia ulottuvuuksia kuin ne, joita voimme suoraan havaita. Nämä ylimääräiset ulottuvuudet ovat usein oletettu olevan "kierrettyjä" tai kompaktisoituneita hyvin pieniin kokoihin, minkä vuoksi ne eivät ole havaittavissa arkipäivän kokemuksissamme.

Yksi tunnetuimmista lisäulottuvuusteorioista on säieteoria, joka ehdottaa, että alkeishiukkaset eivät ole pisteitä, vaan pieniä värähteleviä säikeitä. Säieteorian eri muodot, kuten supergravitaatio ja M-teoria, vaativat tyypillisesti 10 tai 11 ulottuvuutta. Näiden lisäulottuvuuksien geometria ja koko voivat vaikuttaa hiukkasten ja vuorovaikutusten ominaisuuksiin, ja ne voivat tarjota selityksen hiukkasfysiikan standardimallin perusvoimille, mukaan lukien painovoimalle, joka on yksi heikoimmista tunnetuista vuorovaikutuksista.

Toinen lähestymistapa on branifysiikka, jossa maailmankaikkeutemme on kuin "kalvo" (brane) korkeamman ulottuvuuden avaruudessa. Me ja kaikki tunnetut hiukkaset ja voimat, paitsi mahdollisesti painovoima, olisivat sidottuina tähän kalvoon. Painovoima voisi vuotaa muihin ulottuvuuksiin, mikä selittäisi sen heikkouden verrattuna muihin voimiin. Lisäulottuvuusteorioita tutkitaan teoreettisessa fysiikassa ja kosmologiassa, ja ne tarjoavat potentiaalisia ratkaisuja syvällisiin mysteereihin, kuten pimeän aineen ja pimeän energian luonteeseen sekä gravitaation kvanttiteoriaan. Näiden teorioiden kokeellinen vahvistaminen on kuitenkin erittäin haastavaa niiden vaatimien energioiden ja mittakaavojen vuoksi.