Τι είναι η 5η διάσταση;

Η πέμπτη διάσταση έχει δύο ορισμούς: ο πρώτος είναι ότι είναι ένα όνομα μιας ποπ φωνητικής ομάδας του 1969. Το δεύτερο, που θέτει ο Σουηδός φυσικός Oskar Klein, είναι ότι είναι μια διάσταση που δεν φαίνεται από τους ανθρώπους όπου Οι δυνάμεις της βαρύτητας και του ηλεκτρομαγνητισμού ενώνουν για να δημιουργήσουν μια απλή αλλά χαριτωμένη θεωρία του θεμελιώδους δυνάμεις. Σήμερα, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν 10 διαστάσεις και θεωρία χορδών για να εξηγήσουν πού συναντώνται η βαρύτητα και το φως από το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.

Για να πάρετε μια λαβή στην πέμπτη διάσταση, ξεκινήστε με την ειδική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Ο Αϊνστάιν πρότεινε ότι οι νόμοι της φυσικής είναι συνεπείς για τους μη επιταχυνόμενους παρατηρητές, ανεξάρτητα από το πού βρίσκονται στο διάστημα, καθώς δεν υπάρχουν απόλυτα πλαίσια αναφοράς. Η θεωρία του Αϊνστάιν δήλωσε ότι η ταχύτητα μιας οντότητας, ή η ορμή της, είναι μετρήσιμη μόνο σε σχέση με κάτι άλλο, και δεύτερον ότι η ταχύτητα του φωτός είναι μια σταθερά στο κενό, ανεξάρτητα από το άτομο που το μετρά και την ταχύτητα με την οποία το άτομο ταξιδεύει. Το τρίτο μέρος της εξίσωσης είναι ότι τίποτα δεν πηγαίνει πιο γρήγορα από το φως σε αντίθεση με τους βαρυτικούς νόμους του Νεύτωνα. Για να λειτουργήσει, ο Αϊνστάιν χρειαζόταν την τέταρτη διάσταση που ονομάζεται χωροχρόνος. Εξέφρασε τη θεωρία του χρησιμοποιώντας τη διάσημη μαθηματική εξίσωση:

Επειδή το φως, ή η ενέργεια, στη θεωρία του Αϊνστάιν προέρχεται από τις αλληλεπιδράσεις της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης, οι επιστήμονες έχουν αναζητήσει πάνω από 100 χρόνια για τρόπους ένωσης ενέργειας ή φωτός από την ηλεκτρομαγνητική δύναμη με τις άλλες τρεις δυνάμεις, οι οποίες είναι ισχυρές και αδύναμες πυρηνικές δυνάμεις και βαρύτητα. Δύο θεωρίες, που αναπτύχθηκαν και προτάθηκαν ανεξάρτητα από τον Γερμανό μαθηματικό Theodor Kaluza και Σουηδό Ο φυσικός Oskar Klein πρότεινε τη δυνατότητα μιας πέμπτης διάστασης όπου ο ηλεκτρομαγνητισμός και η βαρύτητα ενοποιώ.

Ο Klein βρήκε την ιδέα ότι η πέμπτη διάσταση είναι αόρατη για το ανθρώπινο μάτι, καθώς είναι μικροσκοπική και κυρτώνεται από μόνη της, όπως ένα χάπι χάπι που κινδυνεύει. Ο Αϊνστάιν και οι βοηθοί του, ο Valentine Bargmann και ο Peter Bergmann, στις αρχές της δεκαετίας του 1930 και του 1940 προσπάθησαν ανεπιτυχώς να συνδέσει την τέταρτη διάσταση στη θεωρία του Αϊνστάιν με μια επιπλέον φυσική διάσταση, την πέμπτη, που θα ενσωματώσει ηλεκτρομαγνητισμός.

Η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν ουσιαστικά πρότεινε ότι ο χωροχρόνος στρεβλώνεται, αισθάνεται σαν βαρύτητα, από μεγάλα αντικείμενα όπως η Γη. Έθεσε τη μέτρηση των βαρυτικών κυμάτων και την πιθανότητα των μαύρων οπών, αν και πέρασε τα τελευταία χρόνια προσπαθώντας να διαψεύσει την ιδέα των μαύρων τρυπών, την οποία οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν τελικά ως πραγματικές το 1971, δεκαετίες μετά τον Αϊνστάιν θάνατος. Αλλά 100 χρόνια μετά την πρώτη δημοσίευση της θεωρίας της σχετικότητας, οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν επίσης την ύπαρξη βαρυτικών κυμάτων τον Σεπτέμβριο του 2015, όταν οι επιστήμονες από το παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων του ιντερφερόμετρου λέιζερ ανίχνευσε και μέτρησε πρώτα τα κύματα βαρύτητας που κυματίστηκαν στο διάστημα όταν δύο μαύρες τρύπες εντάχθηκαν.

Οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην συμφωνούν για το πόσες διαστάσεις υπάρχουν πραγματικά. Κάποιοι λένε έξι, κάποιοι λένε 10 και άλλοι λένε ότι είναι άπειρο ή άπειρο. Η θεωρία χορδών υποστηρίζει ότι απολύτως τα πάντα σε αυτό το σύμπαν είναι μια εκδήλωση ενός μόνο αντικειμένου - μιας μικροσκοπικής συμβολοσειράς. Ο τρόπος με τον οποίο δονείται καθορίζει αν είναι ένα φωτόνιο ή ένα ηλεκτρόνιο και όλα είναι μέρος μιας ενιαίας ενοποιημένης έννοιας. Επειδή δεν υπάρχουν αρκετές αποκλίσεις για όλα τα σωματίδια και τις δυνάμεις του σύμπαντος, η θεωρία χορδών απαιτεί τουλάχιστον έξι επιπλέον διαστάσεις πέραν των γνωστών τεσσάρων. Αυτές οι διαστάσεις έρχονται σε δύο τύπους: εκείνες που μπορείτε να δείτε και εκείνες που είναι μικροσκοπικές και κουλουριασμένες, όπως ο Klein αρχικά θετικά, που υπάρχει σε μικροσκοπικό επίπεδο.