«Якщо додатковий вимір справді існує, це може пояснити слабкість гравітації порівняно з іншими фундаментальними взаємодіями», — зазначили автори роботи.
Група науковців запропонувала нову гіпотезу щодо природи темної енергії, яка може допомогти пояснити прискорене розширення Всесвіту. Вчені припускають, що простір містить додатковий, п’ятий вимір, розміром приблизно мікрометр, що може пролити світло на одну з головних загадок сучасної фізики.
Проблема полягає у серйозній невідповідності між оцінками енергії вакууму, які дає квантова теорія поля, і спостереженнями щодо темної енергії у Всесвіті. Це питання залишається однією з найважчих для сучасної теоретичної фізики.
У статті, представленій на arXiv у вересні 2024 року, Ігнатіос Антоніадіс із Сорбоннського університету та Дітер Люст з Інституту фізики імені Макса Планка розглянули концепцію «темного виміру». Вона базується на положеннях теорії струн і передбачає існування додаткового просторового виміру, який може бути значно більшим, ніж зазвичай розглядають у таких моделях.
У багатьох моделях теорії струн додаткові виміри є настільки малими, що їх неможливо зафіксувати сучасними методами. У запропонованій моделі «темного виміру» один із таких вимірів може мати розмір близько мікрометра, що для фізики елементарних частинок є досить великим масштабом.
Науковці пов’язують цю можливість із явищем змішування ультрафіолетових та інфрачервоних масштабів, що вказує на зв’язок між мікроскопічними властивостями матерії та структурою Всесвіту у великих масштабах.
У межах цієї моделі значення темної енергії може бути визначене геометрією додаткового виміру, що дозволяє уникнути надто точного підбору параметрів теорії для узгодження зі спостереженнями.
Крім того, модель передбачає ймовірність існування нових легких частинок, які поки що не були виявлені експериментально.
Вчені вважають, що одним із способів перевірки цієї гіпотези є пошук відхилень від стандартного закону гравітації на дуже малих відстанях. Якщо п’ятий вимір має запропонований масштаб, його вплив може бути виявлений через точні вимірювання гравітаційної взаємодії.
Наразі ця ідея залишається суто теоретичною. Експериментальних підтверджень існування п’ятого виміру поки що немає, а сама модель не доводить правильність теорії струн. Для остаточного підтвердження потрібні унікальні спостережувані ефекти, які можна відокремити від передбачень інших теорій.
У разі успішного експериментального підтвердження це відкриття може суттєво просунути розуміння темної енергії та зв’язку між квантовою фізикою і гравітацією. Поки що п’ятий вимір залишається цікавою, але непідтвердженою гіпотезою.