Pět dimenzí bude stačit

Zákony mikrosvěta rozumíme zákony, jimiž se řídí pochody uvnitř hmoty. Pokud zmenšujeme makrosvět a zvětšujeme mikrosvět, měly by se obecná teorie relativity a kvantová mechanika někde potkat. Bohužel tomu tak není, a i když tato představa je hodně zjednodušená, ukazuje názorně, že někde se stala chyba. Nebo to spíš není chyba, ale to, že naše současné prostředky nestačí k úplnému popisu dění v obou sférách.

Většina fyziků se domnívá, že k vytvoření jednotného popisu, mluví se o univerzální teorii, někdy i o teorii všeho, bude potřeba použít více rozměrů než ty čtyři, v nichž se odehrává náš běžný život. Pokud by se někdo zeptal proč čtyři, tak tím čtvrtým rozměrem je čas.

Problém je v tom, že obecná teorie relativity pracuje pouze s jednou silou a tou je síla gravitační. Kromě toho však známe ještě tři další druhy sil, kterými jsou silné síly nebo silné interakce, slabé síly a síly elektromagnetické. Silné síly jsou zodpovědné za interakce v jádrech atomů, slabé síly jsou zodpovědné za radioaktivitu a projevují se výměnou hmotných částic a elektromagnetické síly se projevují výměnou fotonů. Předpokládá se, že všechny tyto síly vznikly z jediné síly v podmínkách vysoké koncentrace energie ve velmi mladém vesmíru. Dosavadní poznatky o charakteru těchto sil napovídají, že k vysvětlení bude skutečně potřeba větší počet dimenzí. Pokud chceme zjistit, odkud se tyto síly vzaly, bude potřebovat vypracovat multidimenzionální teorie, které povahu těchto sil dokáží nejen objasnit, ale při velmi vysokých hodnotách se sejdou s gravitační silou a vytvoří sjednocenou teorii, kterou fyzika hledá.

To se sice snadno řekne, ale hůře provádí. Přidání dalších dimenzí k obecné teorii relativity vede k rychlému růstu počtu akceptovatelných teorií. Proto se v dnešních podmínkách považuje za jedinou schůdnou cestu to nejjednodušší rozšíření Einsteinovy 4D teorie, a to na pět dimenzí. Pokud se zastavíme u pěti dimenzí, zůstáváme v oblasti experimentální vědy. Uvnitř čtyř dimenzí žijeme při nízkých energiích, aniž bychom kamkoli cestovali rychlostí blízkou rychlosti světla.

Je velmi nepravděpodobné, že bychom vůbec byli kdy schopni získávat poznatky, to znamená provádět experimenty, při nichž bychom šli daleko za pět dimenzí. Chceme-li se dopátrat skutečné podstaty sil, které ovlivňují částice hmoty, je potřeba využívat obrovské urychlovače částic. Pro příštích sto let - a možná i více - není pravděpodobné, že by i ty nejvýkonnější z nich mohly zprostředkovat jevy probíhající při energiích vyšších, než odpovídá pěti dimenzím. Proto pro vědecké účely je pět dimenzí reálná hranice rozšíření. Jiné je ovšem hledisko filosofické. Ale filosofie přírodních věd je už jiná, neméně důležitá a zajímavá kapitola.