Előre-hátra, balra-jobbra, fel-le. Ezek alkotják a mozgásterünket. De lehet, hogy a világunk jóval nagyobb, mint amit látunk, lehet, hogy számtalan új irányba ágazik el? A tudomány legnagyobb elméi foglalkoznak a kérdéssel: talán háromnál több dimenzió létezik? 
Talán ez a legfurcsább elmélet, ami a tudomány történetében született, de ha bebizonyosodik, az alapjaiban változtatja meg tudásunkat, világnézetünket, és garantálja a Nobel-díjat.
Ma már a science-fiction filmek és sorozatok úgy foglalkoznak a párhuzamos univerzumokkal – ami a további dimenziók következménye –, mintha teljesen természetes lenne a létezésük. Pedig a tudománynak még nem sikerült bebizonyítania; valószínűnek tartják, de bizonyítékok nélkül ez még mindig csak elmélet.
Egyáltalán miért gondoljuk azt, hogy van több dimenzió? Azért, mert a matematika megengedi. A kérdés már azóta adott, amióta a görögök elkezdtek foglalkozni a kiterjedéssel, bár a név a latin „kimér” (dimētior) igéből ered. Mi egy négydimenziós világban élünk, pontosabban egy három tér- és egy idődimenzióból álló világban. Míg a térdimenziókban tetszőlegesen mozoghatunk, az idődimenzióban csak egy irányba: előre.
A dimenziók számának érzékeltetésére legjobb a hiperkocka. A hiperkocka a kocka általánosítása több dimenzióra: olyan konvex alakzat, amelynek bármely két éle egyforma hosszú, és vagy párhuzamosak, vagy merőlegesek egymásra. Ha egy pontot egy egyenes mentén eltolunk „a” távolságra, akkor szakaszt kapunk, ami egydimenziós kocka. Ha egy „a” hosszúságú szakaszt egy rá merőleges irányban eltolunk, akkor négyzetet kapunk, ami kétdimenziós kocka. Ha egy „a” oldalhosszúságú négyzetet eltolunk egy olyan irányban, ami merőleges a síkjára, akkor egy háromdimenziós kockát kapunk.
Ez matematikailag mindenki számára érthető és belátható. Ezen tények alapján már felállítható a definíció: Általában, ha egy „n”-dimenziós kockát egy rá merőleges irányban „a” távolságra eltolunk, akkor egy (n+1)-dimenziós kockát kapunk.
De nézzük, mi a helyzet a negyedik térdimenzióval. Itt belép a negyedik irány, amelyik merőleges a másik háromra. Itt már megbicsaklik az agy, mert nem tudja értelmezni. Mi csak három dimenzióban tudunk gondolkodni. Merre mutat a negyedik tengely?
Lépjünk vissza egyet! Milyen egy kétdimenziós világ? Egy síkon élnek a sík lények. Ezt már többen is megírták remekül, talán a legjobb példa rá Mézga Aladár rajzfilmes kalandja a kétdimenziós világgal. A kétdimenziós tudós egyszerűen nem tudta megérteni, hogy mi az a fenn és lenn. Hogy találkozhat egy kétdimenziós világ egy háromdimenzióssal? Ha átmegy rajta. Vegyünk egy gömböt. Ha átmegy a síkon, gyakorlatilag metszetet hoz létre. Ahogy áthalad a gömb, a kétdimenziós lények először egy pontot látnak, azután egy egyre jobban táguló kört. Amikor a gömb fele áthalad, onnantól a kör egyre kisebb lesz, majd végül ponttá válik, és eltűnik.
Mi sem tudjuk felfogni a négydimenziós világot. De a fentiek alapján, ha átmenne a világunkon egy négydimenziós gömb, akkor először egy pontot látnánk, amiből egyre nagyobb gömb lesz, majd egyre kisebb, végül eltűnne.
Bizony, már a négy dimenziót sem könnyű ábrázolni. A matematikusok is egy trükkel élnek: az árnyékkal. A mi világunkban az árnyék egy kétdimenziós leképezés (kép) egy síkfelületen. Árnyékunk a falon, a labda árnyéka a padlón. A labda árnyéka egy kör. Ha elkezdünk forgatni egy bonyolultabb testet, az árnyék változik. A változásból kikövetkeztethetjük a formáját. A kocka árnyékaiból felismerhetjük a kockát.
Most már tudjuk, hogy négydimenziós kockát úgy kapunk, ha a kockát eltoljuk egy új tengely mentén, és a két kocka sarkait összekötjük. A négydimenziós hiperkockának például 16 csúcsa, 32 éle, 24 lapja és 8 teste van. Bizony, nyolc kocka határolja. Ezt nem tudjuk elképzelni, de a háromdimenziós árnyékát meg tudjuk rajzolni. Az egésznek a megértése nagyon nehéz, inkább higgyünk a matematikusoknak, hogy így van, és matematikailag lehetséges több dimenzió.
Tegyük fel, hogy létezik, akkor miért nem látjuk, mint a háromdimenziós teret? Az igazság az, hogy valójában a háromdimenziós teret sem látjuk. Az agy hozza létre virtuálisan a képet. A szemünk hátsó falán egy kétdimenziós kép képeződik le. A két szemünkben ez kicsit különbözik. Ezt értelmezi az agyunk, és konvertálja át háromdimenziós képpé. A térlátás agyunk szüleménye. Ezt onnan is tudjuk, hogy vannak emberek, akiknek nincsen térlátásuk. Ők nem érzékelik a mélységet.
Talán pont ezért kezdett el foglalkozni a dimenziókkal és a térlátással Susan R. Barry. A Mount Holyoke College professzornője nagyon súlyos kancsalsággal született. Ha ráfókuszált egyik szemével egy tárgyra, a másik szeme azonnal befordult, és egy másik tárgyat látott. Így két különböző képet látott, amit az agya úgy értelmezett, hogy például a két tárgy egy helyen van. Erre az agy úgy reagált, hogy figyelmen kívül hagyta az egyik képet. Így nem alakult ki a térlátás.
Évtizedekig tartotta magát az álláspont, ha az élet első néhány évében nem alakul ki a térlátás, már nem is fog. Több gyermekkori szemműtét után a hölgy szemállása rendbe jött, de nem alakult ki a térlátása. Mégis 48 évesen úgy döntött, megpróbálkozik egy új, speciális szemtornával, ami a térérzékelést fejleszti. Egy ideig nem történt semmi, majd egy nap, amikor beült a kocsijába, a kormány hirtelen távolabb ugrott tőle. Az agya térben kezdett látni. Napokig csak a kitárult világban gyönyörködött. Az agya alkalmazkodott az új információkhoz.
Akkor miért nem látjuk mégis az esetleges negyedik térdimenziót? Lehet, hogy hiányzik egy harmadik szemünk, amellyel összeállhatna a négydimenziós kép. Vagy olyan szem kellene, amelyben három dimenzióban vannak a csapok. De lehet, hogy csak vakok vagyunk rá, mint Mézga Aladár kétdimenziós lényei. Vagy egyszerűen evolúciósan nincs rá szükségünk, mint ahogy például a röntgenlátásra sem.
Az rendben van, hogy matematikailag lehetséges. Viszont nem látjuk. Akkor miért gondoljuk, hogy van több dimenzió? Mert a valóságunkat csak így tudjuk leírni. A fizikusok régóta küzdenek azzal, hogy a világunkat mozgató erőket és törvényeket egyetlen rendszerben egyesítsék. Például egyetlen elméletben egyesíteni a részecskék négy alapvető kölcsönhatását. Ezek az elektromágnesség, a gyenge kölcsönhatás, az erős kölcsönhatás és a gravitáció. Illetve összhangba akarják hozni az általános relativitáselméletet és a kvantummechanikát. A probléma az, hogy ezzel a négy dimenzióval korántsem írhatóak le bizonyos jelenségek, amelyek a világunkban történnek. Ezek a jelenségek tipikusan a világ azon „részeiben” játszódnak le, amelyekkel a köznapi életben nem találkozunk, mert vagy túl kicsik, vagy túl nagyok, vagy túl gyorsak az emberi érzékelés határaihoz képest.
De azután jött a húrelmélet (majd annak változatai), amely főként annak köszönheti népszerűségét, hogy reményeink szerint képes az összes erőhatás leírását egyetlen elméletbe összesűríteni. A húrelmélet egyik furcsa tulajdonsága, hogy feltételezi, az univerzumnak sok dimenziója van, és megjósolja a számukat. Sem Maxwell elmélete az elektromágnesességről, sem Einstein relativitáselmélete nem adja meg a dimenziószámot. Ezzel szemben a húrelméletben megjósolható a téridő dimenziószáma alapvető elvekből. Az egyetlen probléma, hogy ha kiszámoljuk a szükséges dimenziószámot, akkor nem négyet (3 tér+1 idő), hanem a bozonikus húrelméletben 26-ot, a szuperhúr-elméletben 10-et, illetve az M-elméletben 11-et kapunk.
Akkor most hány dimenzió van? Az elmélet negyven évnél is idősebb, és eddig még nem sikerült rá bizonyítékot találni. Így marad nekünk a jó öreg három kiterjedés.
Ha tetszik, lájkold, és oszd meg ismerőseiddel. Csatlakozz a közel 100.000 főt számláló közösségünkhöz a Facebookon, mert sok mindent csak ott, vagy azon keresztül találsz meg. További blogjaink, és minden egyéb, ami érdekes, de nem ér meg egy blogbejegyzést. Linkek, fotók, videók, rövidebb és hosszabb infók, vagyis bővebb tartalommal várunk rád.
