Inhoud
- Ten eerste, de relativiteitstheorie
- Vijfde dimensie theorieën
- Ongezien door het blote oog
- Zwaartekracht en de effecten ervan
- Dan waren er 10 - of meer
De vijfde dimensie heeft twee definities: de eerste is dat het een naam is van een popvocale groep uit 1969. De tweede, gesteld door de Zweedse natuurkundige Oskar Klein, is dat het een dimensie is die de mens niet ziet, waar de zwaartekrachten en elektromagnetisme zich verenigen om een eenvoudige maar gracieuze theorie van de fundamentele krachten te creëren. Tegenwoordig gebruiken wetenschappers 10 dimensies en snaartheorie om uit te leggen waar zwaartekracht en licht uit het elektromagnetische spectrum elkaar ontmoeten.
Ten eerste, de relativiteitstheorie
Om grip te krijgen op de vijfde dimensie, begin je met de speciale relativiteitstheorie van Einstein. Einstein stelde voor dat de wetten van de natuurkunde consistent zijn voor niet-versnellende waarnemers, ongeacht waar ze zich bevinden, omdat absolute referentiekaders niet bestaan. De theorie van Einsteins stelde dat de snelheid of het momentum van een entiteit alleen meetbaar is in relatie tot iets anders, en ten tweede dat de snelheid van het licht een constante is in een vacuüm, ongeacht de persoon die het meet en de snelheid waarmee de persoon reist. Het derde deel van de vergelijking is dat niets sneller gaat dan licht in tegenstelling tot de gravitatiewetten van Newton. Om het te laten werken had Einstein de vierde dimensie nodig die ruimtetijd wordt genoemd. Hij drukte zijn theorie uit met behulp van de beroemde wiskundige vergelijking E = MC2.
Vijfde dimensie theorieën
Omdat licht of energie in de theorie van Einstein afkomstig is van de interacties van de elektromagnetische kracht, hebben wetenschappers meer dan 100 jaar gezocht naar manieren om energie of licht van de elektromagnetische kracht te verenigen met de andere drie krachten, die sterke en zwakke nucleaire krachten zijn en zwaartekracht. Twee theorieën, onafhankelijk ontwikkeld en voorgesteld door de Duitse wiskundige Theodor Kaluza en de Zweedse natuurkundige Oskar Klein suggereerden de mogelijkheid van een vijfde dimensie waarin elektromagnetisme en zwaartekracht verenigen.
Ongezien door het blote oog
Klein kwam met het idee dat de vijfde dimensie onzichtbaar is voor het menselijk oog, omdat deze minuscuul is en op zichzelf oprolt als een pil die zich bedreigt. Einstein en zijn assistenten, Valentine Bargmann en Peter Bergmann, probeerden in de vroege jaren dertig en veertig zonder succes de vierde dimensie in de theorie van Einstein te koppelen aan een extra fysieke dimensie, de vijfde, om elektromagnetisme op te nemen.
Zwaartekracht en de effecten ervan
Einsteins relativiteitstheorie suggereerde in wezen dat ruimte-tijd door grote objecten zoals de aarde wordt vervormd, aanvoeld als zwaartekracht. Hij stelde de meting van zwaartekrachtgolven en de mogelijkheid van zwarte gaten, hoewel hij zijn latere jaren besteedde aan het weerleggen van het idee van zwarte gaten, die wetenschappers uiteindelijk als echt bevestigden in 1971, decennia na Einsteins dood. Maar 100 jaar nadat hij voor het eerst zijn relativiteitstheorie publiceerde, bevestigden wetenschappers ook het bestaan van zwaartekrachtsgolven in september 2015, toen wetenschappers van het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory voor het eerst zwaartekrachtsgolven detecteerden en maten die door de ruimte golfden toen twee zwarte gaten samenkwamen.
Dan waren er 10 - of meer
Wetenschappers zijn het nog steeds niet eens over hoeveel dimensies echt bestaan. Sommigen zeggen zes, sommigen zeggen 10 en anderen zeggen ad infinitum of tot in het oneindige. Snaartheorie stelt dat absoluut alles in dit universum een manifestatie is van een enkel object - een minuscule string. De manier waarop het trilt, bepaalt of het een foton of een elektron is en alles maakt deel uit van één enkel concept. Omdat niet genoeg afwijkingen alle deeltjes en krachten in het universum kunnen verklaren, vereist de snaartheorie ten minste zes extra dimensies naast de bekende vier. Deze dimensies zijn er in twee soorten: die die je kunt zien en die die klein en opgerold zijn, zoals Klein oorspronkelijk stelde, bestaand op microscopisch niveau.