Πρόσφατες έρευνες κάνουν λόγο για οκτόνια οκτώ διαστάσεων που ίσως μπορούν να δώσουν λύση σε αναπάντητα μυστήρια του σύμπαντος.

Τι είναι τα οκτόνια;

Τα οκτόνια είναι περίπλοκοι αριθμοί που έχουν υπόσταση σε πραγματικότητες 8 διαστάσεων. Μια μερίδα φυσικών, σε έρευνες που διεξάγονται τα τελευταία 40 χρόνια, υποστηρίζει ότι αυτοί οι αριθμοί με τις περίεργες ιδιότητές τους μπορούν να εξηγήσουν κάποια αναπάντητα ερωτήματα σε σχέση με τη φύση του σύμπαντος.

Μια σύντομη ιστορία των αριθμών

Οι τακτικοί αριθμοί τους οποίους χρησιμοποιούμε στην καθημερινότητα μπορούν να γίνουν ζευγάρια με έναν ειδικό τρόπο. Τότε σχηματίζουν «περίπλοκους αριθμούς», οι οποίοι λειτουργούν ως συντεταγμένες σε ένα επίπεδο δύο διαστάσεων. Αυτό ανακαλύφθηκε στην Ιταλία το 16ο αιώνα από το μαθηματικό Gerolamo Cardano. Με αυτούς τους περίπλοκους αριθμούς μπορείς να κάνεις πράξεις όπως πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμό και διαίρεση, αλλάζοντας και περιστρέφοντας τις συντεταγμένες τους στο επίπεδο.

Ένας Ιρλανδός μαθηματικός με το όνομα William Rowan Hamilton ανακάλυψε το 1843 ότι αν ζευγαρώσεις τους περίπλοκους αριθμούς με συγκεκριμένο τρόπο, σχηματίζουν τετραδιάστατα τεταρτημόρια. Είχε μάλιστα τόσο ενθουσιαστεί με αυτή του την ανακάλυψη που τη σκάλισε αμέσως στη γέφυρα Broome στο Δουβλίνο. Ένας φίλος του Hamilton, ο John Graves, δικηγόρος στο επάγγελμα και μαθηματική διάνοια, απέδειξε ότι τα τεταρτημόρια αυτά μπορούν να συνδυαστούν και να γίνουν «οκτόνια» – αριθμοί που έχουν συντεταγμένες σε έναν χώρο οκτώ διαστάσεων. 

Κβαντική μηχανική και θεωρία της Σχετικότητας

Κάθε είδος αριθμού έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς στην ανάπτυξη της σύγχρονης φυσικής. Οι περίπλοκοι αριθμοί χρησιμοποιούνται στην κβαντική μηχανική και τα τεταρτημόρια είναι κομμάτι της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας του Albert Einstein.

Τα οκτώνια συνήθως εικονίζονται με το γράμμα Ο και οι κανόνες πολλαπλασιασμού τους κωδικοποιούνται στο παρακάτω τριγωνικό διάγραμμα που λέγεται προβολικό επίπεδο Fano.

Τα μυστήρια των οκτονίων

Τα μυστήρια που συνοδεύουν αυτούς τους αριθμούς κάνουν κάποιους ερευνητές να πιστεύουν ότι έχουν κάποιον ιδιαίτερο λόγο ύπαρξης. Μάλιστα, ότι μπορούν να εξηγήσουν τα βαθύτερα μυστήρια του σύμπαντος. Ο Pierre Ramond, μοριακός φυσικός του Πανεπιστημίου της Florida λέει ότι «Τα Οκτόνια είναι για τη φυσική ό,τι ήταν οι Σειρήνες για τον Οδυσσέα».

Το 1973 ο Murat Günaydin, τότε φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Yale (πλέον καθηγητής), μαζί με τον επιβλέποντα καθηγητή του, Feza Gürsey, ανακάλυψαν ότι υπάρχει μια απροσδόκητη σύνδεση ανάμεσα στα οκτόνια και την ισχυρή δύναμη που συγκρατεί τα quarks μέσα στους ατομικούς πυρήνες. Ο Günaydin συνέχισε την ανορθόδοξη έρευνά του, προσπαθώντας να βρει συνδέσεις ανάμεσα σε αυτούς τους αριθμούς και τη θεωρία των χορδών.

Το 2014, η Cohl Furey, φοιτήτρια στο Πανεπιστήμιο του Waterloo του Καναδά, προχώρησε το έργο του Günaydin, βρίσκοντας μια νέα χρήση για αυτούς τους δυσνόητους αριθμούς. Εφηύρε ένα οκτονικό μοντέλο που περιλαμβάνει τόσο τις ισχυρές όσο και τις ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις. Σήμερα, ως μεταδιδακτορική καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, η Furey απέδειξε μια σειρά αποτελεσμάτων που συνδέουν τα οκτόνια με το Τυπικό Μοντέλο μοριακής φυσικής, ένα έργο που έχει επαινεθεί κι από άλλους φυσικούς. Με αυτό της το έργο έκανε σημαντικά βήματα προς την επίλυση κάποιων πολύ βαθιών προβλημάτων φυσικής.

Προβληματισμοί και έρευνα

Άλλοι, όπως ο Michael Duff, καθηγητής του Imperial College του Λονδίνου πάνω στη θεωρία των χορδών, είναι πιο συγκρατημένοι. Αρκούνται να πουν ότι «είναι δύσκολο να πούμε αν μια τέτοια θεωρία είναι όντως επαναστατική.»

Οι κριτικές, ωστόσο, δεν εμποδίζουν τη Furey να συνεχίζει την έρευνα πάνω σε ένα ασαφές και αχαρτογράφητο πεδίο. Θεωρεί ότι το έργο της σε αυτό το στάδιο είναι να «συλλέγει στοιχεία», όπως εξήγησε σε συνέντευξη.

Το 2018 δημοσίευσε στο  The European Physical Journal C μια έρευνα η οποία παγιώνει αρκετά από τα ευρήματά της. Σε αυτήν προσπαθεί να ολοκληρώσει το τυπικό μοντέλο της μοριακής φυσικής και να ερμηνεύσει τον κόσμο μας μέσα από τα οκτόνια.

Περισσότερα μπορείτε να δείτε εδώ: https://bigthink.com/surprising-science/physics-mystery-octonions?rebelltitem=7#rebelltitem7