มิติที่ 5 คืออะไร?

มิติที่ห้ามีสองคำจำกัดความ: อย่างแรกคือชื่อของกลุ่มป๊อปแกนนำปี 1969 ประการที่สอง โดยนักฟิสิกส์ชาวสวีเดน ออสการ์ ไคลน์ เป็นมิติที่มนุษย์มองไม่เห็นโดยที่ แรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงและแม่เหล็กไฟฟ้ารวมกันเพื่อสร้างทฤษฎีพื้นฐานที่เรียบง่ายแต่สง่างาม กองกำลัง. วันนี้นักวิทยาศาสตร์ใช้ 10 มิติและทฤษฎีสตริงเพื่ออธิบายว่าแรงโน้มถ่วงและแสงจากสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้ามาบรรจบกันที่ใด

ในการรับมือกับมิติที่ 5 ให้เริ่มด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ ไอน์สไตน์เสนอว่ากฎของฟิสิกส์มีความสอดคล้องกันสำหรับผู้สังเกตการณ์ที่ไม่เร่งความเร็ว ไม่ว่าพวกเขาจะอยู่ที่ไหนในอวกาศ เนื่องจากไม่มีกรอบอ้างอิงที่แน่นอน ทฤษฎีของไอน์สไตน์ระบุว่าความเร็วหรือโมเมนตัมของเอนทิตีสามารถวัดได้เฉพาะเมื่อเทียบกับอย่างอื่นและ ประการที่สอง ความเร็วของแสงเป็นค่าคงที่ในสุญญากาศ โดยไม่คำนึงถึงบุคคลที่วัดมันและความเร็วที่บุคคลนั้น เดินทาง ส่วนที่สามของสมการคือไม่มีสิ่งใดเร็วกว่าแสงซึ่งตรงกันข้ามกับกฎความโน้มถ่วงของนิวตัน เพื่อให้มันใช้งานได้ Einstein ต้องการมิติที่สี่ที่เรียกว่ากาลอวกาศ เขาแสดงทฤษฎีของเขาโดยใช้สมการทางคณิตศาสตร์ที่มีชื่อเสียง:

เนื่องจากแสงหรือพลังงานในทฤษฎีของไอน์สไตน์มาจากปฏิกิริยาของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์จึงได้ค้นหามากกว่า 100 รายการ ปีสำหรับวิธีการรวมพลังงานหรือแสงจากแรงแม่เหล็กไฟฟ้ากับแรงอื่น ๆ อีก 3 แรง คือ แรงนิวเคลียร์แบบแรงและแบบอ่อน และ แรงโน้มถ่วง สองทฤษฎีที่พัฒนาขึ้นและเสนอโดยนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ Theodor Kaluza และ Swedish นักฟิสิกส์ ออสการ์ ไคลน์ เสนอความเป็นไปได้ของมิติที่ 5 ที่ซึ่งแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงโน้มถ่วง รวมเป็นหนึ่ง

ไคลน์คิดขึ้นมาว่ามิติที่ 5 นั้นมองไม่เห็นด้วยตามนุษย์ เนื่องจากมันมีขนาดเล็กและม้วนตัวเข้าหาตัวเองราวกับแมลงเม็ดยาม้วนตัวขึ้นภายใต้การคุกคาม Einstein และผู้ช่วยของเขา Valentine Bargmann และ Peter Bergmann ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1930 และ 1940 พยายามไม่ประสบผลสำเร็จ เพื่อผูกมิติที่สี่ในทฤษฎีของไอน์สไตน์กับมิติทางกายภาพพิเศษ ส่วนที่ห้าเพื่อรวม แม่เหล็กไฟฟ้า

ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์แนะนำว่ากาลอวกาศบิดเบี้ยว รู้สึกเป็นแรงโน้มถ่วง โดยวัตถุขนาดใหญ่อย่างโลก เขาวางการวัดคลื่นความโน้มถ่วงและความเป็นไปได้ของหลุมดำแม้ว่าเขาจะใช้เวลาหลายปีหลังจากนั้น พยายามหักล้างแนวคิดเรื่องหลุมดำ ซึ่งในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ก็ยืนยันว่ามีจริงในปี 1971 หลายสิบปีหลังจากไอน์สไตน์ ความตาย แต่ 100 ปีหลังจากที่เขาตีพิมพ์ทฤษฎีสัมพัทธภาพเป็นครั้งแรก นักวิทยาศาสตร์ยังได้ยืนยันการมีอยู่ของคลื่นความโน้มถ่วงในเดือนกันยายน 2015 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ จาก Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ตรวจพบและวัดคลื่นความโน้มถ่วงที่กระเพื่อมผ่านอวกาศเมื่อสองหลุมดำ เข้าร่วม

นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เห็นด้วยว่ามีอยู่จริงกี่มิติ บางคนบอกหก บางคนบอก 10 และบางคนบอก ad infinitum หรือ infinity ทฤษฎีสตริงระบุว่าทุกสิ่งในจักรวาลนี้เป็นการรวมตัวของวัตถุชิ้นเดียว – สตริงขนาดเล็ก วิธีการสั่นสะเทือนเป็นตัวกำหนดว่าโฟตอนหรืออิเล็กตรอน และทุกอย่างเป็นส่วนหนึ่งของแนวคิดที่เป็นหนึ่งเดียว เนื่องจากความเบี่ยงเบนไม่เพียงพอสามารถอธิบายอนุภาคและแรงทั้งหมดในจักรวาลได้ ทฤษฎีสตริงจึงต้องการมิติเพิ่มเติมอย่างน้อยหกมิติ นอกเหนือจากสี่มิติที่รู้จัก มิติข้อมูลเหล่านี้มีสองประเภท: ขนาดที่คุณเห็นและขนาดที่เล็กและโค้งงอ เช่น ไคลน์วางตำแหน่งเดิม ซึ่งอยู่ในระดับจุลทรรศน์