די טעאָריע פון קייפל דימענסיעס אין דער געשיכטע פון פיזיק
וויסנשאפטלעכע פיקציע שטעלט אָפט ארויס געדאנקען וועגן פּאַראַלעלע יוניווערסן, צייט-רייזע, און אומענדלעכע דימענסיעס. כאָטש פילע פון די קאָנצעפּטן זענען פאַנטאַזיע-געבנדיקע ספּעקולאַציעס, האט פיזיק ערנסט אויסגעפאָרשט דעם קאָנצעפּט פון דימענסיעס פֿאַר יאָרהונדערטער, לייגנדיק דעם יסוד פֿאַר טיפע טעאָריעס ווי אַלגעמיינע רעלאַטיוויטעט און סטרינג טעאָריע. אין דעם אַרטיקל וועלן מיר נאָכפֿאָלגן די געשיכטע פֿון דער טעאָריע פֿון קייפל דימענסיעס אין פיזיק, אויספֿאָרשנדיק דעם רעוואָלוציאָנערן געדאַנק וואָס האט געפֿאָרעמט אונדזער פֿאַרשטאַנד פֿון דער יוניווערס.
דער באַגריף פֿון פּלאַץ און דימענסיע אין דער פֿריִער פֿילאָסאָפֿיע
די געדאַנק פון פּלאַץ און דימענסיע איז נישט נייַ. די אלטע גריכן, אַרייַנגערעכנט עוקליד, האָבן אַנטוויקלט געאָמעטריע וואָס האָט באַשריבן דריי-דימענסיאָנאַלן פּלאַץ דורך דעפֿיניציעס, פּאָסטולאַטן און טעאָרעמען. אַריסטאָטעל, אין זיינע ווערק, האָט באַטראַכט פּלאַץ ווי אַ מיטל אָנגעפילט מיט גשמיותדיקע אָביעקטן. די מיינונג האָט זיך אָנגעהאַלטן פֿאַר טויזנטער יאָרן, פֿאָרמענדיק די יסוד פֿון לינעאַרן און ברייטן געדאַנק וועגן דימענסיע.
די קאָפּערניקאַנישע רעוואָלוציע און געאָמעטרישע געדאַנקען
אין 16טן יאָרהונדערט, האָט ניקאָלאַוס קאָפּערניקוס פֿאָרגעלייגט אַז די ערד איז נישט דער צענטער פֿון דער וועלט, נאָר זי דרייט זיך אַרום דער זון. דאָס האָט געעפֿנט דעם וועג פֿאַר אַ נײַעם אופֿן פֿון טראַכטן וועגן פּלאַץ. דער אַראָפּגאַנג פֿון דער געאָצענטרישער מיינונג האָט זיך צוזאַמענגעפֿאַלן מיט דער אַרבעט פֿון יאָהאַנעס קעפּלער און גאַלילעאָ גאַלילעי, וואָס האָבן געהאָלפֿן פֿעסטשטעלן די וויסנשאַפֿטלעכע רעוואָלוציע. בעת דער צײַט האָט אייזיק ניוטאָן אויך פֿאָרגעשטעלט זײַן געדאַנק פֿון אַבסאָלוטן פּלאַץ און צײַט, אין וועלכן פּלאַץ איז געזען געוואָרן ווי אַן אומפֿאַרענדערלעכע ענטיטעט וואָס האָט געדינט ווי די "בינע" פֿאַר אַלע פֿיזישע געשעענישן.
די טעאָריע פון רעלאַטיוויטעט און צייט ווי די פערטע דימענסיע
אין אָנהייב פֿונעם 20סטן יאָרהונדערט איז אונדזער פֿאַרשטאַנד פֿון אָרט און צײַט דראַסטיש געביטן געוואָרן דורך אַלבערט אײַנשטײַן. אין זײַן ספּעציעלע טעאָריע פֿון רעלאַטיוויטעט, פֿאַרעפֿנטלעכט אין 1905, האָט אײַנשטײַן איבערגעמאַכט דעם באַגריף פֿון צײַט. אין דער ניוטאָנישער קאָנצעפּציע זענען צײַט און אָרט געווען אַבסאָלוט און באַזונדער. אָבער, אײַנשטײַן האָט פֿאַראייניקט אָרט און צײַט אין אַ סטרוקטור גערופֿן פֿיר-דימענסיאָנעלער (4-D) אָרט-צײַט. אין דעם אָרט-צײַט איז די פֿערטע דימענסיע צײַט, וואָס איז ענג פֿאַרבונדן מיט די דרײַ דימענסיעס פֿון טראַדיציאָנעלן אָרט.
עטלעכע יאר שפּעטער, אין זיין אַלגעמיינער טעאָריע פון רעלאַטיוויטעט (1915), האָט איינשטיין אויסגעברייטערט זיינע געדאַנקען דורך דערקלערן ווי מאַסע און ענערגיע קרומען פיר-דימענסיאָנעלן צייט-רוים. די געדאַנק האָט נישט נאָר געגעבן אַ טיפערן פארשטאנד פון גראַוויטאַציע, נאָר אויך געעפנט נייע איינזיכטן אין דער סטרוקטור פון דער אוניווערס.
קליינע וועלט אויספארשונג: קוואנטום מעכאניק
כאָטש די אַלגעמיינע טעאָריע פון רעלאַטיוויטעט דערקלערט ווי גראַוויטאַציע אַרבעט אויף די גרויסע וואָג פון דעם אוניווערס, האָט קוואַנטום מעכאַניק אָנגעהויבן צו אויספאָרשן נאַטור אויף אַ פיל קלענערן וואָג. מאַקס פּלאַנק, נילס באָהר, ווערנער הייזנבערג און ערווין שרעדינגער זענען געווען צווישן די וויסנשאַפֿטלער וואָס האָבן אַנטוויקלט די טעאָריע. אָבער, קוואַנטום מעכאַניק - מיט אַלע אירע וואַרשיינלעכקייטן און אומזיכערקייטן - לייגט נישט גלייך צו נייע דימענסיעס צום שטאָף פון צייט-רוים.
סטרינג טעאָריע און עקסטרע דימענסיעס
אין די שפּעטע 20סטע יאָרהונדערט, איז ארויסגעקומען שטרינג טעאָריע, אַ פּרוּוו צו פֿאַראייניקן קוואַנטום מעכאַניק און די טעאָריע פֿון גראַוויטאַציע. לויט דער טעאָריע, זענען סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען נישט איינציקע פּונקטן, נאָר איין-דימענסיאָנעלע ענטיטעטן אין דער פֿאָרעם פֿון "שטריקלעך" וואָס וויברירן אויף ספּעציפֿישע אופֿנים צו פּראָדוצירן מאַסע און לאָד. איין אינטערעסאַנטע אימפּליקאַציע פֿון שטרינג טעאָריע איז די נויט פֿאַר נאָך דימענסיעס.
פיזיקער וואָס אַרבעטן אין סטרינג טעאָריע פֿאָרשלאָגן אַז, פֿאַר מאַטעמאַטישע קאָנסיסטענסי, קען די וניווערס האָבן ביז 10 אָדער אפילו 11 דימענסיעס: די פֿיר דימענסיעס פֿון צײַט-רוים וואָס מיר קענען, און די איבעריקע זענען עקסטרע דימענסיעס באַהאַלטן אויף זייער קליינע וואָג. מען גלויבט אַז די עקסטרע דימענסיעס נעמען די פֿאָרעם פֿון קליינע דרייונגען, וואָס מאַכט זיי שווער צו באַאָבאַכטן מיט דער איצטיקער טעכנאָלאָגיע.
M-טעאָריע און סופּערגראַוויטי
אַרום די 1990ער יאָרן, האָבן זיך אָנגעהויבן פינף פֿאַרשידענע ווערסיעס פֿון סטרינג טעאָריע צו פֿאַראייניקן דורך דער ענטדעקונג פֿון דואַליטעט, וואָס האָט געוויזן אַז די פֿאַרשידענע סטרינג טעאָריעס זענען געווען פֿאַרשידענע אַספּעקטן פֿון אַ גרעסערער אונטערלייגנדיקער טעאָריע, באַקאַנט ווי M-טעאָריע. די טעאָריע האָט פֿאָרגעשטעלט די ווײַטערדיקע געדאַנק פֿון אַן עלפֿטער דימענסיע, צולייגנדיק אַ שיכט פֿון קאָמפּלעקסיטעט צום פֿאַרשטאַנד פֿון צײַט-רוים.
דער מולטיווערס און קאָסמישע אינפלאַציע
דער באַגריף פון עקסטרע דימענסיעס פירט צו ברייטערע ספּעקולאַציע וועגן דעם מולטיווערס - אַ פילצאָל פון פּאַראַלעלע יוניווערסעס וואָס קענען עקזיסטירן לעבן אונדזער אייגענעם. לויט עטלעכע ווערסיעס פון דער טעאָריע פון קאָסמישער אינפלאַציע אין קאָסמאָלאָגיע, קען אונדזער בלאָז יוניווערס זיין אַ טייל פון אַ גרעסערן "מולטיווערס", יעדער מיט זיינע אייגענע כּללים פון פיזיק און צייט-רוים דימענסיע קאָנסטאַנטן.
דימענסיעס אין עקספּערימענטן און אָבסערוואַציעס
כאָטש די טעאָריעס זענען אינטריגירנד און צוזאָגן טיפע איינזיכטן, איז עקספּערימענטאַלע וועריפיקאַציע די גרעסטע אַרויסרופן. דער גרויסער האַדראָן קאָלידער (LHC) עקספּערימענט ביי CERN, למשל, פאָרזעצט צו זוכן נאָך באַווייַזן פון פּאַרטיקלען וואָס קענען אָנווייַזן די עקזיסטענץ פון נאָך דימענסיעס. אָבער, ביז איצט איז נישט געווען קיין דעפיניטיווע באַשטעטיקונג, און פילע טעאָרעטישע קאָנצעפּטן בלייבן דער מאַטעריאַל פון וויסנשאַפטלעכע ספּעקולאַציע.
די צוקונפט פון דימענסיאָנעלער פאָרשונג
פאָרשונג אין עקסטרע דימענסיעס בלייבט אין דער פאָדערשטער רייע פון טעאָרעטישער און עקספּערימענטאַלער פיזיק. די זוכעניש פֿאַר באַשטימטע באַווייזן איז אַ לאַנגע רייזע וואָס ריקווייערז טעכנאָלאָגיע און כידעש וואָס מיר האָבן אפשר נאָך נישט פֿאָרגעשטעלט. נייע מכשירים ווי גראַוויטאַציאָנעלע טעלעסקאָפּן און מער סאָפיסטיקירטע פּאַרטיקל עקספּערימענטן קענען סאָלווען דעם רעטעניש אין דער צוקונפֿט.
אין מסקנא, פון עוקלידישע געאמעטריע ביז סטרינג טעאריע און דעם פאטענציעלן מולטיווערס, שפיגלט די עוואלוציע פון אונזער פארשטאנד פון דימענסיעס אפ די לאנגע רייזע פון מענטשלעכן געדאנק אין דעם אוניווערס. כאטש אסאך פראגעס בלייבן אומגעענטפערט, באשטעטיגט די וויסנשאפטלעכע רייזע פון אויספארשן פלאץ און צייט אונזער אומענדלעכן פארלאנג צו פארשטיין די רעאליטעט אויף די טיפסטע און גרעסטע מעגלעכע מאסשטאבן.
