Sisältö
- Ensinnäkin suhteellisuusteoria
- Viides ulottuvuuden teoriat
- Näkemätön paljaalla silmällä
- Painovoima ja sen vaikutukset
- Sitten siellä oli 10 - tai enemmän
Viidennellä ulottuvuudella on kaksi määritelmää: ensimmäinen on, että se on vuoden 1969 pop-vokaliryhmän nimi. Toinen, ruotsalaisen fyysikon Oskar Kleinin esittämä, on se, että se on ihmisille näkymätön ulottuvuus, jossa painovoimat ja sähkömagneettisuus yhdistyvät, jotta voidaan luoda yksinkertainen mutta siro teoria perusvoimista. Nykyään tutkijat käyttävät 10 ulottuvuutta ja merkkijono-teoriaa selittääkseen missä sähkömagneettisen spektrin painovoima ja valo kohtaavat.
Ensinnäkin suhteellisuusteoria
Saadaksesi kahva viidennestä ulottuvuudesta, aloita Einsteinin erityisestä suhteellisuusteoriasta. Einstein ehdotti, että fysiikan lait ovat johdonmukaisia kiihtymättömille tarkkailijoille riippumatta siitä, missä ne ovat avaruudessa, koska absoluuttisia viitekehyksiä ei ole. Einsteinsin teoria totesi, että entiteetin nopeus tai sen vauhti on mitattavissa vain suhteessa johonkin muuhun, ja toiseksi, että valon nopeus on vakio tyhjiössä riippumatta sitä mittaavasta henkilöstä ja nopeudesta, jolla henkilö kulkee. Yhtälön kolmas osa on, että mikään ei mene valoa nopeammin toisin kuin Newtonin painovoimalait. Jotta se toimisi, Einstein tarvitsi neljännen ulottuvuuden, nimeltään avaruus-aika. Hän ilmaisi teoriansa kuuluisalla matemaattisella yhtälöllä E = MC2.
Viides ulottuvuuden teoriat
Koska valo tai energia tulee Einsteinin teoriassa sähkömagneettisen voiman vuorovaikutuksesta, tutkijat ovat yli 100 vuoden ajan etsineet tapoja yhdistää energia tai valo sähkömagneettisesta voimasta kolmen muun voiman kanssa, jotka ovat vahvoja ja heikkoja ydinvoimia ja painovoima. Saksalaisen matemaatikon Theodor Kaluzan ja ruotsalaisen fyysikon Oskar Kleinin itsenäisesti kehittämät ja ehdottamat kaksi teoriaa ehdottivat viidennen ulottuvuuden mahdollisuutta, jossa sähkömagneettisuus ja painovoima yhdistyvät.
Näkemätön paljaalla silmällä
Klein keksi idean, että viides ulottuvuus on näkymätön ihmissilmälle, koska se on pieni ja kiharu itsensä päälle kuin pilleri-vika, joka rullautuu uhana. Einstein ja hänen avustajansa, Valentine Bargmann ja Peter Bergmann, yrittivät 1930-luvun ja 1940-luvun alkupuolella epäonnistuneesti kytkeä Einsteinin teorian neljännen ulottuvuuden ylimääräiseen fyysiseen ulottuvuuteen, viidenteen, sisällyttääkseen sähkömagneettisuuden.
Painovoima ja sen vaikutukset
Einsteinin suhteellisuusteoria ehdotti pohjimmiltaan, että avaruus-aika muuttuu vääntyneeksi, mikä tunnetaan painovoimana suurten esineiden, kuten maan, tavoin. Hän piti painovoima-aaltojen mittauksen ja mustien reikien mahdollisuuden, vaikka vietti myöhempiä vuosia yrittääkseen kumota ajatuksen mustista reikistä, jonka tutkijat lopulta vahvistivat todelliseksi vuonna 1971, vuosikymmenien kuluttua Einsteinin kuolemasta. Mutta 100 vuotta sen jälkeen kun hän ensimmäisen kerran julkaisi suhteellisuusteoriansa, tutkijat vahvistivat myös painovoima-aaltojen olemassaolon syyskuussa 2015, kun laserinterferometrin gravitaatioaalto-observatorion tutkijat havaitsivat ja mittasivat painovoima-aaltoja, jotka rypistyivät avaruuden läpi, kun kaksi mustaa reikää liittyivät.
Sitten siellä oli 10 - tai enemmän
Tutkijat eivät vieläkään ole yhtä mieltä siitä, kuinka monta ulottuvuutta todella esiintyy. Jotkut sanovat kuusi, toiset sanovat 10 ja toiset sanovat ad infinitum tai äärettömyyteen. Jousteoria väittää, että ehdottomasti kaikki tässä maailmankaikkeudessa on yhden esineen - pienen merkkijonon - osoitus. Tapa, jolla se värisee, määrää, onko kyse fotonista vai elektronista, ja kaikki on osa yhtä yhtenäistä konseptia. Koska riittämättömät poikkeamat eivät voi ottaa huomioon kaikkia maailmankaikkeuden hiukkasia ja voimia, jousiteoria vaatii tunnettujen neljän lisäksi vähintään kuusi ylimääräistä ulottuvuutta. Näitä mittoja on kahta tyyppiä: ne, jotka voit nähdä, ja pieniä ja käpristyneitä, kuten Klein alun perin piti, olemassa mikroskooppisella tasolla.