Contenuto
- Innanzitutto, la teoria della relatività
- Teorie di quinta dimensione
- Non visto dall'occhio nudo
- Gravità e suoi effetti
- Poi c'erano 10 o più
La quinta dimensione ha due definizioni: la prima è che è un nome di un gruppo pop-vocale del 1969. Il secondo, ipotizzato dal fisico svedese Oskar Klein, è che è una dimensione invisibile agli umani in cui le forze di gravità e l'elettromagnetismo si uniscono per creare una teoria semplice ma aggraziata delle forze fondamentali. Oggi gli scienziati usano 10 dimensioni e la teoria delle stringhe per spiegare dove si incontrano la gravità e la luce dello spettro elettromagnetico.
Innanzitutto, la teoria della relatività
Per capire la quinta dimensione, inizia con la teoria della relatività speciale di Einstein. Einstein ha proposto che le leggi della fisica siano coerenti per gli osservatori non acceleranti, indipendentemente da dove si trovino nello spazio, poiché non esistono strutture di riferimento assolute. La teoria di Einsteins affermava che la velocità di un'entità, o il suo momento, è misurabile solo in relazione a qualcos'altro, e in secondo luogo che la velocità della luce è una costante nel vuoto, indipendentemente dalla persona che la misura e dalla velocità con cui viaggia. La terza parte dell'equazione è che nulla va più veloce della luce in contrasto con le leggi gravitazionali di Newton. Per farlo funzionare, Einstein aveva bisogno della quarta dimensione chiamata spazio-tempo. Ha espresso la sua teoria usando la famosa equazione matematica E = MC2.
Teorie di quinta dimensione
Poiché la luce, o energia, nella teoria di Einstein proviene dalle interazioni della forza elettromagnetica, gli scienziati hanno cercato per oltre 100 anni i modi per unire l'energia o la luce della forza elettromagnetica con le altre tre forze, che sono forze nucleari forti e deboli e gravità. Due teorie, sviluppate e proposte in modo indipendente dal matematico tedesco Theodor Kaluza e dal fisico svedese Oskar Klein suggerirono la possibilità di una quinta dimensione in cui elettromagnetismo e gravità si uniscono.
Non visto dall'occhio nudo
Klein ha avuto l'idea che la quinta dimensione è invisibile all'occhio umano, in quanto è minuscola e si accartoccia su se stessa come un insetto di pillola che si accumula sotto minaccia. Einstein e i suoi assistenti, Valentine Bargmann e Peter Bergmann, nei primi anni Trenta e Quaranta tentarono senza successo di legare la quarta dimensione della teoria di Einstein a una dimensione fisica aggiuntiva, la quinta, per incorporare l'elettromagnetismo.
Gravità e suoi effetti
La teoria della relatività di Einstein suggeriva essenzialmente che lo spazio-tempo si deformasse, sentito come gravità, da grandi oggetti come la Terra. Ha postulato la misurazione delle onde gravitazionali e la possibilità di buchi neri, anche se ha trascorso i suoi ultimi anni cercando di confutare l'idea dei buchi neri, che gli scienziati hanno finalmente confermato come reali nel 1971, decenni dopo la morte di Einstein. Ma 100 anni dopo aver pubblicato per la prima volta la sua teoria della relatività, gli scienziati hanno anche confermato l'esistenza delle onde gravitazionali nel settembre 2015, quando gli scienziati dell'Osservatorio sulle onde gravitazionali del laser interferitore hanno scoperto e misurato per la prima volta le onde gravitazionali che si sono increspate nello spazio quando due buchi neri si sono uniti.
Poi c'erano 10 o più
Gli scienziati non sono ancora d'accordo su quante dimensioni esistano veramente. Alcuni dicono sei, alcuni dicono 10 e altri dicono all'infinito o all'infinito. La teoria delle stringhe ipotizza che assolutamente tutto in questo universo sia una manifestazione di un singolo oggetto - una stringa minuscola. Il modo in cui vibra determina se si tratta di un fotone o di un elettrone e tutto fa parte di un singolo concetto unificato. Poiché non abbastanza deviazioni possono spiegare tutte le particelle e le forze nell'universo, la teoria delle stringhe richiede almeno sei dimensioni aggiuntive oltre alle quattro note. Queste dimensioni sono di due tipi: quelle che puoi vedere e quelle che sono minuscole e raggomitolate, come inizialmente collocato Klein, esistenti a livello microscopico.