Care este a cincea dimensiune?

Cea de-a cincea dimensiune are două definiții: prima este că este numele unui grup pop-vocal din 1969. A doua, propusă de fizicianul suedez Oskar Klein, este că este o dimensiune nevăzută de oameni unde forțele gravitaționale și electromagnetismul se unesc pentru a crea o teorie simplă, dar grațioasă a fundamentalului forțelor. Astăzi, oamenii de știință folosesc 10 dimensiuni și teoria șirurilor pentru a explica unde se întâlnesc gravitația și lumina din spectrul electromagnetic.

Pentru a obține un control asupra celei de-a cincea dimensiuni, începeți cu teoria specială a relativității a lui Einstein. Einstein a propus că legile fizicii sunt consistente pentru observatorii care nu accelerează, indiferent unde se află în spațiu, deoarece cadrele absolute de referință nu există. Teoria lui Einstein a afirmat că viteza unei entități sau impulsul acesteia este măsurabilă doar în raport cu altceva și în al doilea rând, viteza luminii este o constantă în vid, indiferent de persoana care o măsoară și de viteza la care persoana respectivă călătorii. A treia parte a ecuației este că nimic nu merge mai repede decât lumina, spre deosebire de legile gravitaționale ale lui Newton. Pentru a-l face să funcționeze, Einstein avea nevoie de a patra dimensiune numită spațiu-timp. El și-a exprimat teoria folosind celebra ecuație matematică:

Deoarece lumina sau energia, în teoria lui Einstein, provine din interacțiunile forței electromagnetice, oamenii de știință au căutat peste 100 ani pentru căi de a uni energia sau lumina din forța electromagnetică cu celelalte trei forțe, care sunt forțe nucleare puternice și slabe și gravitatie. Două teorii, dezvoltate independent și propuse de matematicianul german Theodor Kaluza și suedez fizicianul Oskar Klein a sugerat posibilitatea unei a cincea dimensiuni în care electromagnetismul și gravitația unifica.

Klein a venit cu ideea că cea de-a cincea dimensiune este invizibilă pentru ochiul uman, deoarece este minusculă și se înfășoară pe sine ca o pastilă care se rostogolește sub amenințare. Einstein și asistenții săi, Valentine Bargmann și Peter Bergmann, la începutul anilor 1930 și 1940 au încercat fără succes a lega a patra dimensiune din teoria lui Einstein de o dimensiune fizică suplimentară, a cincea, a încorpora electromagnetism.

Teoria relativității a lui Einstein a sugerat în esență că spațiul-timp devine deformat, simțit ca gravitație, de obiecte mari precum Pământul. El a susținut măsurarea undelor gravitaționale și posibilitatea găurilor negre, deși și-a petrecut anii ulteriori încercând să infirme ideea găurilor negre, pe care oamenii de știință au confirmat-o în sfârșit ca fiind reală în 1971, decenii după cea a lui Einstein moarte. Dar la 100 de ani după ce și-a publicat prima dată teoria relativității, oamenii de știință au confirmat și existența undelor gravitaționale în septembrie 2015, când oamenii de știință de la Observatorul cu unde gravitaționale cu interferometru laser a detectat și măsurat mai întâi undele gravitaționale care se prelingeau prin spațiu când două găuri negre s-a alăturat.

Oamenii de știință încă nu sunt de acord cu câte dimensiuni există cu adevărat. Unii spun șase, unii spun 10, iar alții spun ad infinitum sau în infinit. Teoria corzilor susține că absolut totul în acest univers este o manifestare a unui singur obiect - un șir minuscul. Modul în care vibrează determină dacă este un foton sau un electron și totul face parte dintr-un singur concept unificat. Deoarece nu sunt suficiente abateri care să poată explica toate particulele și forțele din univers, teoria corzilor necesită cel puțin șase dimensiuni suplimentare în plus față de cele patru cunoscute. Aceste dimensiuni vin în două tipuri: cele pe care le puteți vedea și cele care sunt mici și îndoite, așa cum a afirmat inițial Klein, existente la nivel microscopic.