Contenido
- Primero, la teoría de la relatividad
- Teorías de la quinta dimensión
- Invisible para el ojo desnudo
- Gravedad y sus efectos
- Entonces había 10, o más
La quinta dimensión tiene dos definiciones: la primera es que es el nombre de un grupo pop-vocal de 1969. La segunda, planteada por el físico sueco Oskar Klein, es que es una dimensión invisible para los humanos donde las fuerzas de gravedad y electromagnetismo se unen para crear una teoría simple pero elegante de las fuerzas fundamentales. Hoy, los científicos usan 10 dimensiones y la teoría de cuerdas para explicar dónde se encuentran la gravedad y la luz del espectro electromagnético.
Primero, la teoría de la relatividad
Para entender la quinta dimensión, comience con la teoría especial de la relatividad de Einstein. Einstein propuso que las leyes de la física son consistentes para los observadores no acelerados, sin importar en qué parte del espacio se encuentren, ya que no existen marcos de referencia absolutos. La teoría de Einsteins afirmó que la velocidad de una entidad, o su impulso, solo se puede medir en relación con algo más, y en segundo lugar, que la velocidad de la luz es una constante en el vacío, independientemente de la persona que la mide y la velocidad a la que viaja la persona. La tercera parte de la ecuación es que nada va más rápido que la luz en contraste con las leyes gravitacionales de Newton. Para hacerlo funcionar, Einstein necesitaba la cuarta dimensión llamada espacio-tiempo. Expresó su teoría usando la famosa ecuación matemática E = MC2.
Teorías de la quinta dimensión
Debido a que la luz, o energía, en la teoría de Einstein proviene de las interacciones de la fuerza electromagnética, los científicos han buscado durante más de 100 años formas de unir la energía o la luz de la fuerza electromagnética con las otras tres fuerzas, que son fuerzas nucleares fuertes y débiles y gravedad. Dos teorías, desarrolladas independientemente y propuestas por el matemático alemán Theodor Kaluza y el físico sueco Oskar Klein sugirieron la posibilidad de una quinta dimensión donde el electromagnetismo y la gravedad se unan.
Invisible para el ojo desnudo
A Klein se le ocurrió la idea de que la quinta dimensión es invisible para el ojo humano, ya que es minúscula y se acurruca sobre sí misma como un insecto de píldora que se ve amenazado. Einstein y sus asistentes, Valentine Bargmann y Peter Bergmann, durante los primeros años de la década de 1930 y 1940 intentaron sin éxito vincular la cuarta dimensión de la teoría de Einstein a una dimensión física adicional, la quinta, para incorporar el electromagnetismo.
Gravedad y sus efectos
La teoría de la relatividad de Einstein esencialmente sugirió que el espacio-tiempo se deforma, se siente como la gravedad, por objetos grandes como la Tierra. Postuló la medición de las ondas gravitacionales y la posibilidad de agujeros negros, aunque pasó sus últimos años tratando de refutar la idea de los agujeros negros, que los científicos finalmente confirmaron como reales en 1971, décadas después de la muerte de Einstein. Pero 100 años después de que publicara por primera vez su teoría de la relatividad, los científicos también confirmaron la existencia de ondas gravitacionales en septiembre de 2015, cuando los científicos del Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser detectaron y midieron por primera vez las ondas gravitacionales que se ondularon en el espacio cuando se unieron dos agujeros negros.
Entonces había 10, o más
Los científicos aún no están de acuerdo sobre cuántas dimensiones existen realmente. Algunos dicen seis, algunos dicen 10, y otros dicen ad infinitum o hasta el infinito. La teoría de cuerdas postula que absolutamente todo en este universo es una manifestación de un solo objeto: una cadena minúscula. La forma en que vibra determina si es un fotón o un electrón, y todo es parte de un concepto unificado único. Debido a que no hay suficientes desviaciones que puedan explicar todas las partículas y fuerzas en el universo, la teoría de cuerdas requiere al menos seis dimensiones adicionales además de las cuatro conocidas. Estas dimensiones vienen en dos tipos: las que puede ver y las que son pequeñas y rizadas, como Klein postuló originalmente, existiendo en un nivel microscópico.