Quand quelqu'un mentionne à haute voix «d'autres dimensions», nous commençons à penser à toutes sortes d'univers parallèles - des réalités alternatives qui existent parallèlement aux nôtres, mais dans lesquelles tout fonctionne ou se passe différemment. Cependant, la réalité des dimensions et le rôle qu'elles jouent dans notre ordre de l'univers est sérieusement différente de cette explication populaire.
En termes simples, les dimensions sont différentes facettes de ce que nous percevons comme réalité. Nous connaissons le mieux les trois dimensions qui nous entourent au quotidien - celles qui déterminent la longueur, la largeur et la profondeur de tous les objets de nos univers (les axes X, Y et Z, respectivement).
En plus de ces trois dimensions visibles, les scientifiques supposent l'existence d'autres. Les fondements théoriques de la théorie des supercordes disent que l'univers existe dans dix dimensions différentes. Ces différents aspects définissent l'Univers, les forces fondamentales de la nature et toutes les particules élémentaires qu'il contient.
La première dimension, comme nous l'avons noté, donne la longueur (aka l'axe X). Une bonne description d'un objet unidimensionnel est une ligne droite qui n'existe qu'en termes de longueur et qui n'a pas d'autres qualités discernables. Ajoutez à cela une deuxième dimension, l'axe Y, ou hauteur, et vous obtenez un objet devenu bidimensionnel (par exemple, un carré). La troisième dimension inclut la profondeur (axe Z) et donne du volume à tous les objets. Un exemple parfait est un cube qui existe en trois dimensions et qui a une longueur, une largeur, une profondeur et donc un volume. En plus de ces trois, il y a sept autres dimensions qui n'attirent pas immédiatement notre attention, mais qui peuvent tout de même être perçues comme ayant un effet direct sur l'univers et la réalité telle que nous la connaissons.
Les scientifiques pensent que la quatrième dimension est le temps, qui détermine les propriétés de toutes les substances connues à un moment donné. Avec trois autres dimensions, la connaissance de la position des objets dans le temps est essentielle pour déterminer la position dans l'univers. D'autres dimensions vont beaucoup plus loin et leur explication est parfois difficile à comprendre, même pour les physiciens.
Selon la théorie des supercordes, les cinquième et sixième dimensions se présentent au même endroit que le concept de mondes possibles. Si nous pouvions voir dans la cinquième dimension, nous remarquerions que ce monde est légèrement différent du nôtre, et obtenir des mécanismes pour mesurer la similitude et la différence entre notre monde et l'autre possible.
Dans la sixième dimension, nous verrions le plan des mondes possibles, sur lequel nous pourrions comparer et organiser tous les univers possibles, qui ont commencé avec les mêmes conditions initiales que les nôtres (c'est-à-dire du Big Bang). En théorie, si vous pouviez maîtriser les cinquième et sixième dimensions, vous pourriez voyager dans le temps ou choisir un avenir différent.
Dans la septième dimension, vous avez accès à des mondes possibles qui ont commencé avec des conditions initiales différentes. Si dans le cinquième et le sixième les conditions initiales étaient les mêmes et que seules les actions ultérieures étaient différentes, ici tout sera différent depuis le tout début des temps. La huitième dimension nous donne à nouveau le plan de toutes les histoires possibles de l'Univers, dont chacune commence par des conditions initiales différentes et se ramifie à l'infini (elles sont appelées infinies, évidemment).
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Dans la neuvième dimension, nous pouvons faire correspondre toutes les histoires possibles de l'univers, en commençant par toutes les lois possibles de la physique et les conditions initiales. Dans la dixième et dernière dimension, nous arrivons au point où nous pouvons embrasser tout ce qui est possible et imaginable. En dehors de ces limites, nous, simples mortels, ne pouvons rien imaginer, c'est une limitation naturelle de ce que nous pouvons comprendre en termes de mesures.
L'existence de ces six dimensions supplémentaires, que nous ne pouvons pas percevoir, est nécessaire pour que la théorie des cordes soit candidate à une explication fondamentale des interactions dans la nature. Le fait que nous ne puissions percevoir que quatre dimensions de l'espace peut s'expliquer par l'un des deux mécanismes suivants: soit les dimensions supplémentaires sont compactes et situées aux plus petites échelles, soit notre monde vit dans une sous-variété tridimensionnelle correspondant à la brane, ce qui limitera toutes les particules connues, à l'exception de la gravité (théorie des branes).
Si les dimensions supplémentaires sont compactes, alors les six dimensions supplémentaires doivent être sous la forme d'un collecteur Calabi-Yau (illustré ci-dessus). Invisibles à nos sens, ils pourraient déterminer la formation de l'univers dès le début. Par conséquent, les scientifiques pensent qu'en remontant le temps et en détectant la lumière de l'univers primitif avec des télescopes (qui a été émise il y a des milliards d'années), ils ont pu voir comment l'existence de ces dimensions supplémentaires aurait pu influencer l'évolution du cosmos.
Comme les autres candidats à la Grande Théorie Unifiée - la «théorie de tout» - l'hypothèse que l'univers est composé de dix dimensions (ou plus, selon le modèle de théorie des cordes que vous utilisez comme base), il s'agit d'une tentative de réconcilier le modèle standard de la physique des particules avec l'existence de la gravité. En bref, il s'agit d'une tentative d'expliquer comment toutes les forces connues de notre univers interagissent et comment d'autres univers possibles pourraient fonctionner.
ILYA KHEL