बफ़ेलो विश्वविद्यालय की प्रेस विज्ञप्ति से:
क्या प्रारंभिक ब्रह्मांड में केवल एक स्थानिक आयाम था? बफ़ेलो विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी देजान स्टोजकोविक और उनके सहयोगियों ने 2010 में प्रस्तावित एक सिद्धांत के केंद्र में यह दिमागी दबदबा अवधारणा है। उन्होंने सुझाव दिया कि प्रारंभिक ब्रह्मांड - जो एक बिंदु से विस्फोट हुआ और पहले बहुत छोटा था - था एक-आयामी (एक सीधी रेखा की तरह) दो आयामों (एक विमान की तरह) और फिर तीन (उस दुनिया की तरह जिसमें हम आज रहते हैं) को शामिल करने के लिए विस्तार करने से पहले।
सिद्धांत, यदि मान्य है, कण भौतिकी में महत्वपूर्ण समस्याओं का समाधान करेगा।
अब, फिजिकल रिव्यू लेटर्स में एक नए पेपर में, स्टोजकोविक और लोयोला मैरीमाउंट यूनिवर्सिटी के भौतिक विज्ञानी जोनास मुरीका एक ऐसे परीक्षण का वर्णन करते हैं जो 'लुप्त आयामों' की परिकल्पना को साबित या अस्वीकृत कर सकता है।
चूँकि प्रकाश और अन्य तरंगों को पृथ्वी की यात्रा करने में समय लगता है, इसलिए अंतरिक्ष में बाहर निकलने वाली दूरबीनें, अनिवार्य रूप से, समय में वापस देख सकती हैं क्योंकि वे ब्रह्मांड की बाहरी पहुंच की जांच करती हैं।
गुरुत्वाकर्षण तरंगें एक या दो-आयामी अंतरिक्ष में मौजूद नहीं हो सकती हैं। तो स्टोजकोविक और मुरीका ने तर्क दिया है कि लेजर इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना (एलआईएसए), एक नियोजित अंतरराष्ट्रीय गुरुत्वाकर्षण वेधशाला, प्रारंभिक ब्रह्मांड के निचले-आयामी युगों से निकलने वाली किसी भी गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता नहीं लगानी चाहिए।
भौतिकी के सहायक प्रोफेसर स्टोजकोविक कहते हैं कि आयामों के विकास का सिद्धांत ब्रह्मांड के बारे में हमारे सोचने के तरीके से एक आमूल-चूल बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है - इस बारे में कि हमारा ब्रह्मांड कैसे बना।
मूल विचार यह है कि अंतरिक्ष की आयामीता उस स्थान के आकार पर निर्भर करती है जिसे हम देख रहे हैं, कम आयामों से जुड़े छोटे रिक्त स्थान के साथ। इसका मतलब है कि एक चौथा आयाम खुल जाएगा - अगर यह पहले से ही नहीं है - जैसे ब्रह्मांड का विस्तार जारी है।
सिद्धांत यह भी बताता है कि प्रारंभिक, बड़े धमाके के बाद के ब्रह्मांड से जुड़ी बहुत उच्च ऊर्जाओं पर अंतरिक्ष के कम आयाम हैं।
यदि स्टोजकोविक और उनके सहयोगी सही हैं, तो वे कण भौतिकी के मानक मॉडल के साथ मूलभूत समस्याओं को दूर करने में मदद करेंगे, जिसमें निम्नलिखित शामिल हैं:
क्वांटम यांत्रिकी और सामान्य सापेक्षता के बीच असंगति। क्वांटम यांत्रिकी और सामान्य सापेक्षता गणितीय ढांचे हैं जो ब्रह्मांड के भौतिकी का वर्णन करते हैं। क्वांटम यांत्रिकी बहुत छोटे पैमाने पर ब्रह्मांड का वर्णन करने में अच्छा है, जबकि सापेक्षता ब्रह्मांड का बड़े पैमाने पर वर्णन करने में अच्छा है। वर्तमान में, दो सिद्धांतों को असंगत माना जाता है; लेकिन अगर ब्रह्मांड, अपने सबसे छोटे स्तरों पर, कम आयाम वाला होता, तो दो ढांचे के बीच गणितीय विसंगतियां गायब हो जातीं।
भौतिकविदों ने देखा है कि ब्रह्मांड का विस्तार तेज हो रहा है, और वे नहीं जानते कि क्यों। जैसे-जैसे ब्रह्मांड बढ़ता है नए आयामों का जुड़ना इस त्वरण की व्याख्या करेगा। (स्टोजकोविक का कहना है कि एक चौथा आयाम पहले से ही बड़े, ब्रह्माण्ड संबंधी पैमानों पर खुल सकता है।)
कण भौतिकी का मानक मॉडल हिग्स बोसॉन नामक एक अभी तक अनदेखे प्राथमिक कण के अस्तित्व की भविष्यवाणी करता है। मानक मॉडल में समीकरणों के लिए वास्तविक दुनिया के देखे गए भौतिकी का सटीक वर्णन करने के लिए, हालांकि, शोधकर्ताओं को उच्च ऊर्जा पर होने वाले कणों के बीच बातचीत के लिए हिग्स बोसोन के द्रव्यमान को कृत्रिम रूप से समायोजित करना चाहिए। यदि उच्च ऊर्जा पर अंतरिक्ष में कम आयाम हैं, तो इस तरह की 'ट्यूनिंग' की आवश्यकता गायब हो जाती है।
'हम यहां जो प्रस्ताव दे रहे हैं वह प्रतिमान में बदलाव है,' स्टोजकोविक ने कहा। 'भौतिकविदों ने 10, 20, 30 वर्षों से समान समस्याओं से जूझ रहे हैं, और मौजूदा विचारों के सीधे-सीधे विस्तार से उन्हें हल करने की संभावना नहीं है।'
'हमें इस संभावना को ध्यान में रखना होगा कि हमारे विचारों में कुछ व्यवस्थित रूप से गलत है,' उन्होंने जारी रखा। 'हमें कुछ कट्टरपंथी और नया चाहिए, और यह कुछ कट्टरपंथी और नया है।'
चूंकि एलआईएसए की नियोजित तैनाती अभी भी वर्षों दूर है, इसलिए स्टोजकोविक और उनके सहयोगियों को इस तरह से अपने विचारों का परीक्षण करने में काफी समय लग सकता है।
हालांकि, कुछ प्रायोगिक साक्ष्य पहले से ही निम्न-आयामी अंतरिक्ष के संभावित अस्तित्व की ओर इशारा करते हैं।
विशेष रूप से, वैज्ञानिकों ने देखा है कि 1 टेराइलेक्ट्रॉन वोल्ट से अधिक ऊर्जा वाले ब्रह्मांडीय किरण कणों का मुख्य ऊर्जा प्रवाह - प्रारंभिक ब्रह्मांड से जुड़ी उच्च ऊर्जा की तरह - दो-आयामी विमान के साथ संरेखित होते हैं।
यदि उच्च ऊर्जाएँ निम्न-आयामी स्थान के साथ मेल खाती हैं, जैसा कि 'लुप्त होने वाले आयाम' सिद्धांत का प्रस्ताव है, यूरोप में लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर कण त्वरक के साथ काम करने वाले शोधकर्ताओं को ऐसी ऊर्जाओं पर प्लानर को बिखरते हुए देखना चाहिए।
स्टोजकोविक का कहना है कि इस तरह की घटनाओं का अवलोकन 'हमारे प्रस्तावित विचारों का एक बहुत ही रोमांचक, स्वतंत्र परीक्षण' होगा।