Pátá dimenze má dvě definice: první je, že se jedná o název pop-vokální skupiny z roku 1969. Druhá, kterou navrhl švédský fyzik Oskar Klein, je, že jde o dimenzi neviditelnou lidmi, kde gravitační síly a elektromagnetismus se spojí a vytvoří jednoduchou, ale půvabnou teorii základu síly. Vědci dnes používají 10 dimenzí a teorii strun k vysvětlení, kde se setkávají gravitace a světlo z elektromagnetického spektra.
Za prvé, teorie relativity
Chcete-li zvládnout pátou dimenzi, začněte Einsteinovou speciální teorií relativity. Einstein navrhl, aby zákony fyziky byly konzistentní pro neakcelerující pozorovatele, bez ohledu na to, kde ve vesmíru jsou, protože absolutní referenční rámce neexistují. Einsteinova teorie uvedla, že rychlost entity nebo její hybnost je měřitelná pouze ve vztahu k něčemu jinému a zadruhé, rychlost světla je ve vakuu konstantní, bez ohledu na osobu, která ji měří, a na rychlost, kterou osoba měří cestuje. Třetí část rovnice spočívá v tom, že na rozdíl od Newtonových gravitačních zákonů nejde nic rychleji než světlo. Aby to fungovalo, potřeboval Einstein čtvrtou dimenzi zvanou časoprostor. Svou teorii vyjádřil pomocí slavné matematické rovnice:
E = mc ^ 2
Teorie páté dimenze
Protože světlo nebo energie v Einsteinově teorii pochází z interakcí elektromagnetické síly, vědci hledali více než 100 let pro způsoby, jak spojit energii nebo světlo z elektromagnetické síly s dalšími třemi silami, kterými jsou silné a slabé jaderné síly a gravitace. Dvě teorie, nezávisle vyvinuté a navržené německým matematikem Theodorem Kaluzou a švédštinou fyzik Oskar Klein navrhl možnost páté dimenze, kde by byl elektromagnetismus a gravitace sjednotit.
Neviditelné pouhým okem
Klein přišel s myšlenkou, že pátá dimenze je pro lidské oko neviditelná, protože je nepatrná a stočí se na sebe, jako by se pod hrozbou sroloval brouk. Einstein a jeho pomocníci, Valentine Bargmann a Peter Bergmann, se na počátku 30. a 40. let pokoušeli neúspěšně spojit čtvrtou dimenzi v Einsteinově teorii s extra fyzickou dimenzí, pátou, začlenit elektromagnetismus.
Gravitace a její účinky
Einsteinova teorie relativity v podstatě naznačovala, že časoprostor se pokřivil, cítil se jako gravitace, velkými objekty, jako je Země. Předpokládal měření gravitačních vln a možnost černých děr, i když své pozdější roky strávil pokusit se vyvrátit myšlenku černých děr, kterou vědci nakonec potvrdili jako skutečnou v roce 1971, desetiletí po Einsteinově smrt. Ale 100 let poté, co poprvé publikoval svou teorii relativity, vědci také potvrdili existenci gravitačních vln v září 2015, kdy vědci z laserového interferometru Gravitační vlnová observatoř nejprve detekovala a měřila gravitační vlny, které se vlnily prostorem, když dvě černé díry připojil se.
Pak tam bylo 10 - nebo více
Vědci stále nesouhlasí s tím, kolik dimenzí skutečně existuje. Někteří říkají šest, jiní 10 a jiní říkají ad infinitum nebo do nekonečna. Teorie strun předpokládá, že absolutně všechno v tomto vesmíru je projevem jediného objektu - nepatrného řetězce. Způsob, jakým vibruje, určuje, zda se jedná o foton nebo elektron, a vše je součástí jednoho jednotného konceptu. Protože za všechny částice a síly ve vesmíru nemůže dostatek odchylek, vyžaduje teorie strun kromě známých čtyř ještě alespoň šest dalších dimenzí. Tyto dimenze přicházejí ve dvou typech: ty, které můžete vidět, a ty, které jsou malé a zvlněné, jako původně předpokládaný Klein, existující na mikroskopické úrovni.