الفضاء الذي نعيش فيه يبدو ثلاثي الأبعاد. ولكن عندما يحاول الفيزيائيون التوفيق بين الجاذبية وميكانيكا الكم، تبدأ الأبعاد المألوفة في التصرف بغرابة. في عمل جديد، أظهر العلماء أنه لوصف جسيم ضخم مع مراعاة التأثيرات الكمومية للجاذبية، من الطبيعي إضافة بُعدين آخرين.
في الأساس، تعود الفكرة إلى الفيزيائي الهندي تانو بادمانابهان: على مسافات صغيرة جدًا، يتوقف الفضاء نفسه عن كونه أملسًا. يظهر طول أدنى ممكن — كمية الفضاء. المُنتشِر العادي (كائن رياضي يصف حركة جسيم من نقطة إلى أخرى) يتوقف عن العمل. اقترح بادمانابهان مُنتشِرًا جديدًا «ثنائي التباين» يأخذ هذه الحبيبية في الاعتبار. ترجم مؤلفو المقال هذا البناء إلى لغة نظرية الحقل — واكتشفوا أنه مكافئ لجسيم ضخم حر عادي، لكن في فضاء أكبر ببعدين.
هذا النهج لا يتطلب إدخال تفاعلات معقدة أو فيزياء جديدة — فقط توسيع المسرح. هذا يشبه كيف أن ظل جسم ثلاثي الأبعاد على جدار قد يبدو معقدًا، لكن في الحجم الكامل يصبح كل شيء أبسط. هنا، «الجدار» هو فضاءنا المألوف، و«الحجم» هو عالم ذو بُعدين إضافيين. النموذج محدود بتصحيحات من رتبة مربع الطول الأدنى، لكنه يُظهر بالفعل كيف يمكن للجاذبية الكمومية أن تظهر في تأثيرات منخفضة الطاقة.
فكرة الأبعاد الإضافية ليست جديدة: ففي عشرينيات القرن الماضي، حاول ثيودور كالوتسا وأوسكار كلاين توحيد الجاذبية والكهرومغناطيسية بإضافة بُعد خامس مطوي في حلقة صغيرة.
في رواية «الرجل الأسود» للكاتب ألكسندر غروموف، تستخدم الشخصيات أبعادًا إضافية للاتصال الفوري — تمامًا كما تعمل الأبعاد الإضافية هنا كقناة للتقلبات الكمومية.