Wat is de 5e dimensie?

De vijfde dimensie heeft twee definities: de eerste is dat het een naam is van een popzanggroep uit 1969. De tweede, geponeerd door de Zweedse natuurkundige Oskar Klein, is dat het een door mensen ongeziene dimensie is waar de zwaartekracht en elektromagnetisme verenigen zich om een ​​eenvoudige maar sierlijke theorie van de fundamentele krachten. Tegenwoordig gebruiken wetenschappers 10 dimensies en snaartheorie om uit te leggen waar zwaartekracht en licht uit het elektromagnetische spectrum elkaar ontmoeten.

Om grip te krijgen op de vijfde dimensie, begin je met Einsteins speciale relativiteitstheorie. Einstein stelde voor dat de wetten van de fysica consistent zijn voor niet-versnellende waarnemers, ongeacht waar ze zich in de ruimte bevinden, aangezien absolute referentiekaders niet bestaan. De theorie van Einstein stelde dat de snelheid van een entiteit, of zijn momentum, alleen meetbaar is in relatie tot iets anders, en ten tweede dat de lichtsnelheid een constante is in een vacuüm, ongeacht de persoon die het meet en de snelheid waarmee de persoon reizen. Het derde deel van de vergelijking is dat niets sneller gaat dan licht in tegenstelling tot de zwaartekrachtswetten van Newton. Om het te laten werken, had Einstein de vierde dimensie nodig die ruimte-tijd wordt genoemd. Hij drukte zijn theorie uit met behulp van de beroemde wiskundige vergelijking:

Omdat licht, of energie, in de theorie van Einstein voortkomt uit de interacties van de elektromagnetische kracht, hebben wetenschappers gezocht naar meer dan 100 jaren voor manieren om energie of licht van de elektromagnetische kracht te verenigen met de andere drie krachten, die sterke en zwakke kernkrachten zijn en zwaartekracht. Twee theorieën, onafhankelijk ontwikkeld en voorgesteld door de Duitse wiskundige Theodor Kaluza en Swedish natuurkundige Oskar Klein suggereerde de mogelijkheid van een vijfde dimensie waarin elektromagnetisme en zwaartekracht verenigen.

Klein kwam met het idee dat de vijfde dimensie onzichtbaar is voor het menselijk oog, omdat het minuscuul is en op zichzelf krult zoals een pillenbug oprolt onder bedreiging. Einstein en zijn assistenten, Valentine Bargmann en Peter Bergmann, probeerden in het begin van de jaren dertig en veertig tevergeefs om de vierde dimensie in Einsteins theorie te koppelen aan een extra fysieke dimensie, de vijfde, om op te nemen elektromagnetisme.

Einsteins relativiteitstheorie suggereerde in wezen dat ruimte-tijd wordt vervormd, gevoeld als zwaartekracht, door grote objecten zoals de aarde. Hij poneerde de meting van zwaartekrachtsgolven en de mogelijkheid van zwarte gaten, hoewel hij zijn latere jaren doorbracht met proberen het idee van zwarte gaten te weerleggen, dat wetenschappers uiteindelijk in 1971 als echt hebben bevestigd, tientallen jaren na dat van Einstein Einstein dood. Maar 100 jaar nadat hij zijn relativiteitstheorie voor het eerst publiceerde, bevestigden wetenschappers ook het bestaan ​​van zwaartekrachtsgolven in september 2015, toen wetenschappers van de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ontdekte en mat voor het eerst zwaartekrachtsgolven die door de ruimte golfden toen twee zwarte gaten toegetreden.

Wetenschappers zijn het er nog steeds niet over eens hoeveel dimensies er werkelijk bestaan. Sommigen zeggen zes, sommigen zeggen 10, en anderen zeggen tot in het oneindige of tot in het oneindige. De snaartheorie stelt dat absoluut alles in dit universum een ​​manifestatie is van een enkel object - een minuscuul touwtje. De manier waarop het trilt bepaalt of het een foton of een elektron is, en alles maakt deel uit van één enkel concept. Omdat niet genoeg afwijkingen alle deeltjes en krachten in het heelal kunnen verklaren, heeft de snaartheorie naast de bekende vier, minstens zes extra dimensies nodig. Deze dimensies zijn er in twee soorten: de dimensies die je kunt zien en de dimensies die klein en opgerold zijn, zoals Klein oorspronkelijk stelde, die op microscopisch niveau bestaan.