Language
Country/Area
No result found
Rahasia Dimensi Kelima: Tahukah Anda Bagaimana Ia Mengubah Pemahaman Kita tentang Alam Semesta?
Pemahaman manusia tentang ruang sebagian besar didasarkan pada ruang tiga dimensi, tetapi dalam bidang fisika dan matematika, konsep ruang lima dimensi secara bertahap mulai mendapat perhatian. Eksplorasi ruang lima dimensi tidak hanya membuat kita memikirkan kembali dasar-dasar fisika, tetapi juga menantang pemahaman tradisional kita tentang alam semesta.
Latar belakang teoritis ruang lima dimensi
Dalam matematika, ruang lima dimensi adalah ruang dengan lima dimensi. Dalam fisika, ini merupakan upaya untuk menyatukan empat interaksi fundamental alam - gaya nuklir kuat dan lemah, gravitasi, dan elektromagnetisme. Teori Kaluza-Klein yang terkenal diajukan oleh matematikawan Jerman Theodor Kaluza dan fisikawan Swedia Oskar Klein pada tahun 1921, menggunakan dimensi kelima untuk menggabungkan gravitasi dengan elektromagnetisme. Menyatukan efeknya.
Klein berspekulasi bahwa dimensi kelima harus digulung menjadi cincin kecil, dengan ukuran sekitar 10^-33 cm.
Meskipun teori mereka kemudian terbukti tidak akurat setidaknya dalam beberapa hal, konsep tersebut meletakkan dasar bagi penelitian lebih lanjut selama seabad terakhir. Pemikiran mereka diibaratkan seperti ini: cahaya seperti gangguan yang disebabkan oleh fluktuasi dalam dimensi yang lebih tinggi, yang tidak dapat diamati secara langsung oleh manusia, tetapi secara tidak langsung menunjukkan hubungan halus antara berbagai gaya.
Dari teori Kaluza-Klein ke teori string
Teori Kaluza-Klein mendapat perhatian baru pada tahun 1970-an dengan munculnya teori string dan supergravitasi. Teori string mengusulkan bahwa realitas terdiri dari untaian energi yang bergetar, sebuah hipotesis yang secara matematis hanya layak dalam lingkungan dengan sepuluh dimensi atau lebih. Seiring berkembangnya teori string, teori ini berevolusi menjadi teori yang lebih umum yang disebut teori-M, yang meramalkan satu dimensi tambahan yang berpotensi dapat diamati sebagai tambahan dari sepuluh dimensi fundamental.
Dimensi tambahan yang diprediksi oleh teori-M dapat menjelaskan misteri mengapa gravitasi begitu lemah dibandingkan dengan gaya fundamental lainnya.
Hal ini sesuai dengan pengalaman sehari-hari, seperti kemampuan mengangkat peniti dari meja dengan mudah menggunakan magnet, dan menunjukkan bahwa magnetisme entah bagaimana mampu mengatasi tarikan gravitasi seluruh Bumi.
Persimpangan antara matematika dan fisika
Pada awal abad ke-20, matematikawan mulai mempertimbangkan dimensi kelima sebagai konstruksi teoritis dan membangun kerangka matematika seperti ruang Hilbert untuk memungkinkan jumlah keadaan kuantum yang tak terbatas. Einstein dan rekan-rekannya mencoba memperluas ruang-waktu empat dimensi relativitas umum untuk memasukkan elektromagnetisme sebagai dimensi fisik tambahan, dalam upaya untuk menyatukan semua interaksi.
Dalam makalah mereka tahun 1938, mereka pertama kali mengajukan teori empat dimensi sebagai perluasan alami dari teori lima dimensi, yang sesuai dengan teori Einstein-Maxwell dalam jarak jauh.
Dalam prosesnya, fisikawan Gerard 't Hooft mengusulkan prinsip holografik pada tahun 1993. Ia menunjukkan bahwa informasi tentang dimensi tambahan dapat divisualisasikan sebagai semacam kelengkungan yang muncul dalam dimensi yang lebih sedikit.
Geometri lima dimensi
Menurut definisi Klein, "Geometri adalah studi tentang sifat-sifat invarian ruang-waktu di bawah transformasi internal." Oleh karena itu, geometri lima dimensi mempelajari berbagai sifat invarian ruang-waktu ini di ruang angkasa, yang biasanya diwakili oleh lima nilai koordinat (x, y, z, w, v).
Di ruang berdimensi lima atau lebih tinggi, hanya ada tiga polihedron beraturan, termasuk pentakel, pentakubus, dan pentapersegi.
Polihedron ini penting secara matematis dan fisik, dan jumlah serta sifat-sifatnya menjadi lebih jelas seiring dengan semakin mendalamnya pemahaman kita tentang ruang multidimensi.
Ringkasan dan refleksi
Eksplorasi ruang berdimensi lima tidak hanya mendorong perkembangan teoritis matematika dan fisika, tetapi juga membuka ide-ide baru bagi kita untuk memahami hakikat alam semesta. Meskipun pengamatan langsung ruang berdimensi lima saat ini tidak memungkinkan bagi manusia dan bukti masih bergantung pada deteksi tidak langsung, semua ini tidak diragukan lagi mendorong batas-batas sains. Pernahkah Anda memikirkan dampak teori-teori yang tampaknya abstrak ini terhadap masa depan kita?
