Hány dimenziós térben élünk ?

Az ősrobbanás elméletének kidolgozása alapvető változást okozott sok fizikai és filozófiai fogalom értelmezésében. Ilyen a végtelen fogalma, elsősorban a térre vonatkoztatva.
Amikor az iskolában a párhuzamos egyenesekkel kapcsolatban azt tanultuk, hogy ezek a végtelenben találkoznak, nem nagyon gondolkodtunk azon, hogy vajon ez hol lehet. Az emberek a világegyetemről szerzett ismeretek gyarapodása alapján azt is könnyedén elfogadták, hogy a világ végtelen nagy, és akármilyen messze megyünk, mindig a világegyetemben maradunk.

Ez a magától értetődő és könnyen elfogadott nézet egy kicsit bonyolultabb lett az ősrobbanás elméletével. A legelfogadottabb elmélet szerint egy táguló világegyetemben élünk, vagy legalábbis a világegyetem olyan részén, ami tágul. A tágulás 12-15 milliárd évvel ezelőtt indult, amikor a világegyetem egy kis pontszerű térben zsúfolódott össze, tehát az univerzumnak van kezdete. A tágulás vagy mindig tartani fog, vagy megáll, és ezt egy szűkülő szakasz követi, amíg az egész világegyetem ismét össze nem nyomódik a kezdeti állapotba. Az viszont vitathatatlan, hogy az ősrobbanás óta eltelt időben a tágulás nem érhetett el végtelen távolságba, hiszen az anyag legfeljebb fénysebességgel tágulhat. Vagyis az univerzum határa egy 15 milliárd fényév sugarú gömb felülete. De mi van ezen túl ?
Az csak elodázza a végleges választ, hogy ugyanilyen táguló univerzumok.
Amikor nagy a probléma, mindig lehet hívni Einsteint segítségül. A relativitáselmélet szerint a gravitáció meggörbíti a teret, így a világegyetem teljes tömege által keltett gravitációs tér a háromdimenziós teret úgy meghajlítja, hogy a tér véges, de határtalan lesz. Hasonlóan a gömbfelülethez, ami egy meghajlított kétdimenziós felület, és szintén véges, de határtalan. (Megmérhető a nagysága, de soha nem lehet a végére jutni.)

Az elmélet tetszetős, de van vele egy nagy probléma: ha igaz, szükség van hozzá egy újabb térdimenzióra. Vagyis nem háromdimenziós térben élünk, hanem négydimenziósban. A három dimenziót könnyű felfogni: van előre-hátra, jobb-bal és fel-le irány.(Ez nem azonos a koordinátarendszerrel.) De mi lehet a negyedik dimenzió ? Egyáltalán: van-e esélyünk arra, hogy ezt megértsük ? A feladat hasonló ahhoz, mint amikor egy gömbfelületen élő „kétdimenziós” lénynek válaszolni kell arra a kérdésre, hogy a számára életteret nyújtó sík felület miért hajlik el, és melyik a harmadik dimenzió. Ha erre válaszolni tud, már rögtön nem marad „kétdimenziós”. Ha a tudása alapján már eljutott addig, hogy a gömbfelület a számára véges, de határtalan tér, és rájött a harmadik dimenzió létezésére, rögtön egy újabb problémával találja szemben magát: milyen a háromdimenziós tér, és az hogyan végtelen ? Mivel az ő érzékszervei csak kétdimenziósak, ezen csak filozofálni tud, de megfigyelni, mérni nem.

Az újabb tudományos elméletek még bátrabban bánnak a dimenziókkal: a húrelmélet megalkotói szerint szükség van 7, 10, sőt 26 dimenzióra is. Egyes gondolkodók odáig is elmentek, hogy azt állítják, a sokdimenziós tér megoldja az időutazást. Egy helyen egy test több térben is lehet, amelyek egymástól különböznek, csupán dimenziós teret kell váltani, és rögtön egy új világban vagyunk.

Mi a valóság ? A gondolatok két irányba is elindulhatnak.

Ha ismét Einsteint hívjuk segítségül, az elméletére alapozva csatoljuk a három térdimenzióhoz negyedikként az időt. Ő megalkotta a téridőt, de az idő csak bizonyos szempontból volt azonos jellegű a térrel, bizonyos szempontból eltért attól. Minden megfigyelő saját idővel rendelkezik ahhoz hasonlóan, mint ahogyan saját térkoordináta rendszerrel is. Tehát a vonaton ülő személy nemcsak a leejtett labda térbeli helyzetét fogja másként leírni, mint a vasútállomáson maradó, hanem az idő múlását is. Van azonban egy lényeges különbség: a térbeli koordináták mind megfordíthatóak, az idő viszont csak egy irányban haladhat: a vonat visszajöhet a vasútállomásra, de az idő nem forog vissza. Ezt a világegyetemre kivetítve: az ősrobbanás óta a világegyetem minden pontján – eltérő sebességgel ugyan – az idő ugyanabba az irányba halad.
De mit kapunk akkor, ha feltételezzük, hogy Einstein (ebben is ) tévedett? Mi van akkor, ha az időnek is van negatív iránya ? Ellenvetésként azt szokták felhozni, hogy ha így lenne, szükségképpen azonos térkoordinátákkal jellemzett helyen egyszerre különböző testek vagy jelenségek lennének. Az pedig logikus, hogy egyszerre egy helyen nem lehet ott egy személynek az időskori és a csecsemőkori teste. Ezzel a következtetéssel az a baj, hogy mindig különválasztják a térdimenziót az időtől. Ha a négy dimenziót egységnek tekintjük, a világegyetemben soha és sehol nincs két azonos pont !
Ha ezt elfogadjuk, nem kell a negyedik térbeli dimenziót feltételezni (összesen már az ötödiket), hiszen a térbeli végtelenségnek sincs értelme, minden a téridőben zajlik. Az, hogy a mi világunkban nem észleljük a negatív időt, még nem bizonyíték arra, hogy nincs.

A másik lehetőség szimpatikusabb. Gondolkodjunk el kicsit a különböző dimenziójú terek valóságtartalmáról. Van-e a világegyetemben egy, két, három vagy négydimenziós tér ? Van-e egyáltalán tér ?
Az, hogy modellezzük a teret különböző dimenziókkal, hasznos lehet a jelenségek leírásánál, de nem biztos, hogy van is ilyen tér. Lehet, hogy az egyik jelenséget egyszerűbb kétdimenziós térben leírni, a másikat pedig 3 dimenziósban, de ez a jelenségek valóságtartalmát nem befolyásolja. ( Az, hogy mennyi pénzünk van, független attól, hogy kettes vagy tízes számrendszer szerint számoljuk meg.)
Azonban a természetben nincs sem egydimenziós, sem négydimenziós, sem pedig 26 dimenziós tér. Az egy- és kétdimenziós világ eleve nem létezhet, mert nincs olyan energia vagy anyag, ami egy egyenesen vagy síkon létezne. A három dimenzió sem lehet igaz, mert idő nélkül nincs valóság. Ismét bizonyítható, hogy a világegyetem nem úgy működik, ahogyan mi a számításaink segítségével azt elő tudjuk neki írni.
Sőt, nagy biztonsággal állítható, hogy tér sincs ! A tér egy elvont fogalom, amivel elméleteket tudunk felállítani. De a világegyetemben anyag és energia (vagy csak energia) van, és mi térnek nevezzük az energia által meghatározott valóságot.
Ha ezt elfogadjuk, mi a helyzet az idővel ? Az idő nem más, mint a természet működésének története. Tehát a téridő helyett van a változó és átalakuló világegyetem ! Ebben élünk, ennek vagyunk a része, és amit észlelünk belőle, azt megpróbáljuk megmagyarázni. Van, amit jó közelítéssel sikerül, annyira, hogy még hasznosítani is tudjuk, (pl. az atomerőműben) de van, (ilyen a végtelen) amit a filozófia hatáskörébe kell utalnunk.