Inhalt
- Erstens die Relativitätstheorie
- Theorien der fünften Dimension
- Vom bloßen Auge nicht gesehen
- Schwerkraft und ihre Auswirkungen
- Dann gab es 10 - oder mehr
Die fünfte Dimension hat zwei Definitionen: Die erste ist der Name einer Pop-Vocal-Gruppe von 1969. Die zweite These des schwedischen Physikers Oskar Klein besagt, dass es sich um eine Dimension handelt, die der Mensch nicht sieht und in der sich die Kräfte der Schwerkraft und des Elektromagnetismus vereinen, um eine einfache, aber anmutige Theorie der fundamentalen Kräfte zu erstellen. Heute erklären Wissenschaftler anhand von 10 Dimensionen und Stringtheorie, wo sich Gravitation und Licht aus dem elektromagnetischen Spektrum treffen.
Erstens die Relativitätstheorie
Um die fünfte Dimension in den Griff zu bekommen, beginnen Sie mit Einsteins spezieller Relativitätstheorie. Einstein schlug vor, dass die Gesetze der Physik für nicht beschleunigende Beobachter konsistent sind, egal wo sie sich im Raum befinden, da es keine absoluten Bezugsrahmen gibt. Einsteins Theorie besagte, dass die Geschwindigkeit oder der Impuls einer Entität nur in Bezug auf etwas anderes messbar ist, und zweitens, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum konstant ist, unabhängig von der Person, die sie misst, und der Geschwindigkeit, mit der sich die Person bewegt. Der dritte Teil der Gleichung besagt, dass im Gegensatz zu Newtons Gravitationsgesetzen nichts schneller geht als Licht. Damit es funktioniert, brauchte Einstein die vierte Dimension namens Raum-Zeit. Er drückte seine Theorie mit der berühmten mathematischen Gleichung E = MC aus2.
Theorien der fünften Dimension
Da Licht oder Energie in Einsteins Theorie aus den Wechselwirkungen der elektromagnetischen Kraft stammt, haben Wissenschaftler über 100 Jahre nach Wegen gesucht, um Energie oder Licht aus der elektromagnetischen Kraft mit den anderen drei Kräften zu vereinen, die starke und schwache Kernkräfte sind und Schwere. Zwei Theorien, die der deutsche Mathematiker Theodor Kaluza und der schwedische Physiker Oskar Klein unabhängig voneinander entwickelt und vorgeschlagen hatten, schlugen die Möglichkeit einer fünften Dimension vor, in der Elektromagnetismus und Schwerkraft eine Einheit bilden.
Vom bloßen Auge nicht gesehen
Klein hatte die Idee, dass die fünfte Dimension für das menschliche Auge unsichtbar ist, da sie winzig ist und sich auf sich zusammenrollt, wie ein Pillenbug, der sich in Gefahr zusammenrollt. Einstein und seine Assistenten, Valentine Bargmann und Peter Bergmann, versuchten in den frühen 1930er und 1940er Jahren erfolglos, die vierte Dimension in Einsteins Theorie an eine zusätzliche physikalische Dimension zu binden, die fünfte, um den Elektromagnetismus einzubeziehen.
Schwerkraft und ihre Auswirkungen
Einsteins Relativitätstheorie legte im Wesentlichen nahe, dass Raum-Zeit durch große Objekte wie die Erde verzerrt und als Schwerkraft empfunden wird. Er postulierte die Messung von Gravitationswellen und die Möglichkeit von Schwarzen Löchern, verbrachte jedoch seine späteren Jahre damit, die Idee von Schwarzen Löchern zu widerlegen, die die Wissenschaftler schließlich 1971, Jahrzehnte nach Einsteins Tod, als real bestätigten. 100 Jahre nach seiner Veröffentlichung der Relativitätstheorie bestätigten die Wissenschaftler die Existenz von Gravitationswellen im September 2015, als Wissenschaftler des Laserinterferometer-Gravitationswellenobservatoriums erstmals Gravitationswellen entdeckten und maßen, die sich durch den Raum bewegten, als sich zwei schwarze Löcher verbanden.
Dann gab es 10 - oder mehr
Die Wissenschaftler sind sich immer noch nicht einig, wie viele Dimensionen tatsächlich existieren. Manche sagen sechs, manche sagen zehn und andere sagen unendlich oder unendlich. Die Stringtheorie besagt, dass absolut alles in diesem Universum eine Manifestation eines einzelnen Objekts ist - eine winzige Kette. Die Art und Weise, wie es vibriert, bestimmt, ob es sich um ein Photon oder ein Elektron handelt, und alles ist Teil eines einzigen einheitlichen Konzepts. Da nicht genügend Abweichungen für alle Teilchen und Kräfte im Universum verantwortlich sind, erfordert die Stringtheorie zusätzlich zu den bekannten vier mindestens sechs zusätzliche Dimensionen. Es gibt zwei Arten von Dimensionen: jene, die Sie sehen können, und jene, die winzig und zusammengerollt sind, wie Klein ursprünglich postuliert, und auf mikroskopischer Ebene existieren.