Hvad er den femte dimension?

Den femte dimension har to definitioner: Den første er, at det er navnet på en 1969 pop-vokal gruppe. Den anden, der fremlægges af den svenske fysiker Oskar Klein, er, at det er en dimension, der ikke er synlig af mennesker, hvor tyngdekraften og elektromagnetismen styrker for at skabe en simpel men yndefuld teori om de grundlæggende kræfter. I dag bruger forskere 10 dimensioner og strengteori for at forklare, hvor tyngdekraft og lys fra det elektromagnetiske spektrum mødes.

For det første Relativitetsteorien

For at få et håndtag på den femte dimension, start med Einsteins særlige teori om relativitet. Einstein foreslog, at fysikens love er konsistente for ikke-accelererende observatører, uanset hvor i rummet de er, da der ikke findes absolutte referencerammer. Einsteins teori udtalte, at en enheds hastighed eller dets momentum kun måles i forhold til noget andet, og for det andet at lysets hastighed er konstant i et vakuum, uanset den person der måler den og den hastighed, hvorpå personen rejser. Den tredje del af ligningen er, at intet går hurtigere end lys i modsætning til Newtons gravitationelle love. For at få det til at fungere, havde Einstein brug for den fjerde dimension kaldet rumtid. Han udtrykte sin teori ved hjælp af den berømte matematiske ligning E = MC ^2.

Femte dimensionsteorier

Fordi lys eller energi i Einsteins teori kommer fra vekselvirkningerne af den elektromagnetiske kraft, forskere har søgt efter over 100 år for måder at forene energi eller lys fra den elektromagnetiske kraft med de andre tre kræfter, som er stærke og svage atomkraft og tyngdekraften. To teorier, uafhængigt udviklet og foreslået af den tyske matematiker Theodor Kaluza og den svenske fysiker Oskar Klein, foreslog muligheden for en femte dimension, hvor elektromagnetisme og tyngdekraft forener.

Klein kom op med tanken om, at den femte dimension er usynlig for det menneskelige øje, da det er lille og krøller sig på sig selv som en pillefejl ruller op under trussel. Einstein og hans assistenter, Valentine Bargmann og Peter Bergmann forsøgte i begyndelsen af ​​1930'erne og 1940'erne succesfuldt at knytte den fjerde dimension i Einsteins teori til en ekstra fysisk dimension, den femte, til at indarbejde elektromagnetisme.

Gravity og dens effekter

Einsteins relativitetsteori foreslog i det væsentlige, at rumtiden bliver skævt, følte sig som tyngdekraften, af store genstande som Jorden. Han stillede måling af gravitationsbølger og muligheden for sorte huller, selv om han brugte sine senere år til at modbevise ideen om sorte huller, hvilke forskere endelig bekræftede sig som virkelige i 1971, årtier efter Einsteins død. Men 100 år efter at han først offentliggjorde relativitetsteorien, bekræftede forskerne også eksistensen af ​​gravitationsbølger i september 2015, da forskere fra Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory først opdagede og målte gravitationsbølger, der krøllede gennem rummet, da to sorte huller sluttede sig.

Så var der 10 - eller flere

Forskere er stadig ikke enige om, hvor mange dimensioner der virkelig findes. Nogle siger seks, nogle siger 10, og andre siger ad infinitum eller i uendelig. Stringteori siger, at alt i alt er et udtryk for en enkelt genstand - en lille snor. Den måde, den vibrerer på, afgør, om det er en foton eller en elektron, og alt er en del af et enkelt samlet koncept. Fordi ikke nok afvigelser kan tegne sig for alle partikler og kræfter i universet kræver strengteori mindst seks yderligere dimensioner udover de kendte fire. Disse dimensioner kommer i to typer: de, som du kan se, og de der er små og krøllede op, som Klein oprindeligt stillede, eksisterende på et mikroskopisk niveau.