Čímž se ocitáme na prahu souvislostí se zapomenutým modelem čtyřrozměrného života profesorů Borůvky a Herčíka z minulého článku, které je třeba trochu rozebrat. Začneme třeba tím, že prostor a čas v předrelativistické fyzice vystupovaly jako nezávislé pojmy pro popis pohybu těles. Novější poznatky pak ukazovaly, že prostor a čas se ve skutečnosti prolínají. Čtyřrozměrný časoprostor tak nabýval hluboký geometricko-fyzikální význam, kde geometrii zakřiveného prostoročasu nelze nijak připodobnit Eukleidově geometrii. To, co předpokládal již německý matematik Theodor Kaluza, pak v roce 1926 jasně vyslovil a upřesnil švédský matematik Oskar Klein: prostorová geometrie našeho vesmíru může mít jak velké, tak i nepatrné, svinuté rozměry. Klein tehdy zkombinoval původní Kaluzovu představu o čtvrté dimenzi s několika myšlenkami z právě se rodící kvantové mechaniky. Jeho výpočty pak naznačovaly, že dodatečná dimenze v kvantové mechanice by mohla mít velikost přibližně Planckovy délky, což je daleko za rozlišovací schopností dnešních přístrojů či aparatur.
Ale jak to s tou Kaluzovou čtvrtou dimenzí vlastně bylo? Inu, německý matematik Theodor Kaluza roku 1919 zaslal Einsteinovi dopis, v němž mu popsal, jak by šlo sjednotit dvě tehdy známé základní interakce, totiž gravitaci a elektromagnetismus. Teorie gravitace a elektromagnetismu ve svých úvahách propojil v pětirozměrném časoprostoru tak, že ke třem nám známým prostorovým dimenzím a jedné časové přidal ještě další dimenzi prostorovou. Pokud si totiž chceme představit zakřivování čtyřrozměrného časoprostoru, přičemž obecná teorie relativity s takovým zakřivováním vlivem gravitace počítá, nezbývá než předpokládat, že existuje vícedimenziální prostor, v němž se náš čtyřrozměrný prostoročas nachází. Zde je ovšem třeba zdůraznit, že v této koncepci my žijeme uvnitř čtyřrozměrného časoprostoru a představa dalšího rozměru nám pomáhá vypořádat se s jeho metrickými vlastnostmi.
Původní Kaluzova koncepce časoprostoru bohatšího o jednu prostorovou dimenzi se zdála být překonána a zapomenuta. Jenže jak to tak vypadá, nová generace badatelů, která dnes hovoří o hyperprostoru, ji nejspíše hodlá rehabilitovat. Všechno to začalo u teorie strun, která říká, že počet rozměrů v našem světě není 3, nýbrž 10, pokud započteme i čas. Podle teoretických fyziků tak musí existovat ještě šest dodatečných rozměrů, zvaných Calabiho-Yauovy variety. Přechod od bezrozměrných částic k jednorozměrným strunám řeší neduhy, kterými trpěly snahy o sjednocení teorie mikrosvěta, kvantové mechaniky a obecné teorie relativity. M-teorie, která všechny strunové modely sjednotila, k tomu obsahuje další, jedenáctou dimenzi, která je však ještě menší než šest dodatečných rozměrů. Následně pak vyšlo najevo, že kromě jednorozměrných strun by mohly existovat i vícerozměrné objekty: dvourozměrné membrány neboli dvojbrány, trojbrány a další varianty membrán, obecně označované za p-brány, kde „p“ značí počet rozměrů, který musí být menší než deset. Dále se pak ukázalo, že brány nemusejí být až tak nepatrné: pokud jim nechybí dostatek energie, mohly by narůstat do obřích rozměrů. A právě s takovou možností počítají hypotézy bránových světů, podle nichž je náš vesmír trojbránou, vznášející se v kosmu s velkou dodatečnou dimenzí.
Lisa Randallová z Harvardovy univerzity a Raman Sundrum z Univerzity Johna Hopkinse se v roce 1999 zabývali možností, že vesmír je trojbránou plovoucí ve čtyřrozměrném kosmu, respektive v prostoru světů, přičemž představili model dvojího typu, totiž typu I a typu II. Zatímco v modelu typu I je dodatečná dimenze kompaktní (její velikost je omezena), v modelu typu II tuto charakteristiku postrádá, čímž Randallová se Sundrumem zbořili letitou představu, že dodatečné dimenze nutně musejí být kompaktní. Charles R. Keaton z Rutgers University a Arlie O. Petters z Duke University pak ve své práci vycházeli z bránového gravitačního modelu typu II Randallové-Sundruma. Tedy z představy, že námi pozorovaný vesmír je bránový svět (braneworld), který má čtyři prostorové dimenze (plus čas), na rozdíl od třech prostorových rozměrů, které požaduje obecná teorie relativity. Následně pak došli k závěru, že pokud je náš vesmír trojbránou v prostoru světů s libovolně velkou dodatečnou čtvrtou dimenzí, měl by náš vesmír být plný miniaturních černých děr, přičemž také přišli na způsob, jak bychom se o jejich existenci mohli přesvědčit. Teoretický fyzik Petters je uznávaným odborníkem pro svoji matematickou koncepci slabé gravitační čočky, a tak jeho současná práce, která představuje testovatelný model související se čtvrtou prostorovou dimenzí, budí značnou pozornost. Přičemž se Petterss neostýchal prohlásit, že jím navrhované řešení může potvrdit existenci čtvrté dimenze, která by znamenala „filozofický posun v našem chápání přírodního prostředí“.

Tento článek je uzamčen
Článek mohou odemknout uživatelé s odpovídajícím placeným předplatným, nebo přihlášení uživatelé za Prémiové body PLPřidejte si PL do svých oblíbených zdrojů na Google Zprávy. Děkujeme.
autor: PV