ما هو البعد الخامس؟

البعد الخامس له تعريفان: الأول هو أنه اسم لمجموعة البوب ​​الصوتية لعام 1969. الثاني ، الذي طرحه الفيزيائي السويدي أوسكار كلاين ، هو أنه بعد غير مرئي من قبل البشر حيث تتحد قوى الجاذبية والكهرومغناطيسية لإنشاء نظرية بسيطة ولكنها رشيقة للأساسيات القوات. اليوم ، يستخدم العلماء 10 أبعاد ونظرية الأوتار لشرح أين تلتقي الجاذبية والضوء من الطيف الكهرومغناطيسي.

للتعرف على البعد الخامس ، ابدأ بنظرية النسبية الخاصة لأينشتاين. اقترح أينشتاين أن قوانين الفيزياء متسقة مع المراقبين غير المتسارعين ، بغض النظر عن مكان وجودهم في الفضاء ، حيث لا توجد أطر مرجعية مطلقة. نصت نظرية أينشتاين على أن سرعة الكيان ، أو زخمه ، يمكن قياسه فقط فيما يتعلق بشيء آخر ، و ثانياً: أن سرعة الضوء ثابتة في الفراغ بغض النظر عن الشخص الذي يقيسها والسرعة التي يقوم بها الشخص يسافر. الجزء الثالث من المعادلة هو أنه لا شيء يسير أسرع من الضوء على عكس قوانين الجاذبية لنيوتن. لإنجاحه ، احتاج أينشتاين إلى البعد الرابع المسمى الزمكان. عبر عن نظريته باستخدام المعادلة الرياضية الشهيرة:

نظرًا لأن الضوء ، أو الطاقة ، في نظرية أينشتاين تأتي من تفاعلات القوة الكهرومغناطيسية ، فقد بحث العلماء عن أكثر من 100 سنوات لطرق توحيد الطاقة أو الضوء من القوة الكهرومغناطيسية مع القوى الثلاث الأخرى ، وهي القوى النووية القوية والضعيفة و الجاذبية. نظريتان ، تم تطويرهما واقتراحهما بشكل مستقل من قبل عالم الرياضيات الألماني ثيودور كالوزا والسويدية اقترح الفيزيائي أوسكار كلاين إمكانية وجود بعد خامس حيث الكهرومغناطيسية والجاذبية توحد.

توصل كلاين إلى فكرة أن البعد الخامس غير مرئي للعين البشرية ، لأنه صغير ويتقلب على نفسه مثل حشرة حبوب منع الحمل تحت التهديد. حاول أينشتاين ومساعدوه ، فالنتين بارجمان وبيتر بيرجمان ، خلال أوائل الثلاثينيات والأربعينيات من القرن الماضي ، دون جدوى لربط البعد الرابع في نظرية أينشتاين بالبعد المادي الإضافي ، الخامس ، لدمج الكهرومغناطيسية.

اقترحت نظرية النسبية لأينشتاين بشكل أساسي أن الزمكان يصبح مشوهًا ، محسوسًا كجاذبية ، بواسطة أجسام كبيرة مثل الأرض. لقد افترض قياس موجات الجاذبية وإمكانية وجود ثقوب سوداء ، على الرغم من أنه أمضى سنواته الأخيرة في محاولة لدحض فكرة الثقوب السوداء ، التي أكد العلماء أخيرًا أنها حقيقية في عام 1971 ، بعد عقود من فكرة أينشتاين الموت. ولكن بعد 100 عام من نشر نظريته النسبية لأول مرة ، أكد العلماء أيضًا وجود موجات الجاذبية في سبتمبر 2015 ، عندما من مرصد مقياس التداخل الليزري لموجات الجاذبية لأول مرة اكتشف وقياس موجات الجاذبية التي تموج عبر الفضاء عندما اثنين من الثقوب السوداء انضم.

لا يزال العلماء غير متفقين على عدد الأبعاد الموجودة بالفعل. يقول البعض ستة ، والبعض يقول 10 ، والبعض الآخر يقول إلى ما لا نهاية أو إلى ما لا نهاية. تفترض نظرية الأوتار أن كل شيء على الإطلاق في هذا الكون هو مظهر من مظاهر كائن واحد - سلسلة صغيرة. تحدد الطريقة التي يهتز بها ما إذا كان فوتونًا أم إلكترونًا ، وكل شيء جزء من مفهوم واحد موحد. نظرًا لعدم وجود انحرافات كافية يمكن أن تفسر جميع الجسيمات والقوى في الكون ، تتطلب نظرية الأوتار ستة أبعاد إضافية على الأقل بالإضافة إلى الأربعة المعروفة. تأتي هذه الأبعاد في نوعين: تلك التي يمكنك رؤيتها والأبعاد الصغيرة الملتفة ، مثل التي افترضها كلاين في الأصل ، والموجودة على المستوى المجهري.