Mikä on viides ulottuvuus?

Viidennessä ulottuvuudessa on kaksi määritelmää: ensimmäinen on se, että se on vuoden 1969 pop-lauluryhmän nimi. Toinen, jonka esitti ruotsalainen fyysikko Oskar Klein, on, että se on ulottuvuus, jota ihmiset eivät näe painovoimat ja sähkömagneetti yhdistyvät muodostaen yksinkertaisen mutta sulavan teorian perusoikeuksista voimat. Nykyään tutkijat käyttävät 10 ulottuvuutta ja merkkijonoteoriaa selittääkseen, missä sähkömagneettisen spektrin painovoima ja valo kohtaavat.

Aloita Einsteinin erityisestä suhteellisuusteoriasta saadaksesi käsityksen viidennestä ulottuvuudesta. Einstein ehdotti, että fysiikan lait ovat johdonmukaisia ​​nopeuttamattomille tarkkailijoille riippumatta siitä, missä avaruudessa ne ovat, koska absoluuttisia viitekehyksiä ei ole. Einsteinin teoria totesi, että kokonaisuuden nopeus tai sen liikemäärä on mitattavissa vain suhteessa johonkin muuhun, ja toiseksi valon nopeus on vakio tyhjössä riippumatta sitä mittaavasta henkilöstä ja henkilön nopeudesta matkustaa. Yhtälön kolmas osa on, että mikään ei mene valoa nopeammin, toisin kuin Newtonin painovoimalait. Jotta se toimisi, Einstein tarvitsi neljännen ulottuvuuden, jota kutsutaan avaruusajaksi. Hän ilmaisi teoriansa käyttäen tunnettua matemaattista yhtälöä:

Koska valo tai energia tulee Einsteinin teoriassa sähkömagneettisen voiman vuorovaikutuksesta, tutkijat ovat etsineet yli 100 vuotta tapoja yhdistää sähkömagneettisen voiman energia tai valo muiden kolmen voiman kanssa, jotka ovat vahvoja ja heikkoja ydinvoimia ja painovoima. Kaksi teoriaa, jotka saksalainen matemaatikko Theodor Kaluza ja ruotsi ovat kehittäneet ja ehdottaneet itsenäisesti fyysikko Oskar Klein ehdotti mahdollisuutta viidenteen ulottuvuuteen, jossa sähkömagneetti ja painovoima yhtenäistää.

Klein keksi ajatuksen, että viides ulottuvuus on näkymätön ihmissilmälle, koska se on vähäpätöinen ja käpristyy itsestään kuin pillerivirhe kääritään uhan alla. Einstein ja hänen avustajansa, Valentine Bargmann ja Peter Bergmann, yrittivät epäonnistuneesti 1930-luvun alussa ja 1940-luvulla. sitoa Einsteinin teorian neljäs ulottuvuus ylimääräiseen fyysiseen ulottuvuuteen, viides, sisällytettäväksi sähkömagneetti.

Einsteinin suhteellisuusteoria ehdotti pohjimmiltaan, että avaruus-aika vääntyy, tuntuu painovoimaksi suurten esineiden, kuten Maan, avulla. Hän esitti gravitaatioaaltojen mittauksen ja mustien aukkojen mahdollisuuden, vaikka vietti myöhemmätkin vuodet yrittäen kumota mustien aukkojen ajatuksen, jonka tutkijat vahvistivat lopulta todelliseksi vuonna 1971, vuosikymmenien kuluttua Einsteinin kuolema. Mutta 100 vuotta sen jälkeen, kun hän julkaisi ensimmäisen kerran suhteellisuusteoriansa, tutkijat vahvistivat myös gravitaatioaaltojen olemassaolon syyskuussa 2015, jolloin tutkijat laserinterferometrin gravitaatioaaltojen observatoriosta havaitsi ja mitasi ensin gravitaatioaallot, jotka aaltoilivat avaruuden läpi, kun kaksi mustaa aukkoa liittyi.

Tutkijat eivät ole vielä yhtä mieltä siitä, kuinka monta ulottuvuutta todella on. Jotkut sanovat kuusi, toiset 10 ja toiset sanovat loputtomasti tai äärettömästi. Jousiteoria esittää, että ehdottomasti kaikki tässä maailmankaikkeudessa on yhden objektin - pienen merkkijonon - osoitus. Värähtelytapa määrittää, onko kyseessä fotoni vai elektroni, ja kaikki on osa yhtä yhtenäistä käsitettä. Koska riittämättömät poikkeamat eivät voi ottaa huomioon kaikkia maailmankaikkeuden hiukkasia ja voimia, merkkijonoteoria vaatii vähintään kuusi lisäulottuvuutta tunnettujen neljän lisäksi. Näitä ulottuvuuksia on kahta tyyppiä: ne, jotka voit nähdä, ja ne, jotka ovat pieniä ja käpristyneitä, kuten Klein alun perin esitti, olemassa mikroskooppisella tasolla.