Was ist mehrdimensionaler Raum?
Der Mensch erlebt die alltägliche Realität in vier Dimensionen: den drei physischen Dimensionen und der Zeit. Nach Albert Einsteins Relativitätstheorie ist die Zeit die vierte physikalische Dimension mit messbaren Eigenschaften, die denen der anderen drei ähnlich sind. Ein fortlaufendes Forschungsgebiet in der Physik ist der Versuch, sowohl die Relativitätstheorie als auch die Quantentheorie zu erklären, die die Realität auf sehr kleinen Maßstäben regelt. Mehrere Vorschläge auf diesem Gebiet legen die Existenz eines mehrdimensionalen Raums nahe. Mit anderen Worten, es kann zusätzliche physikalische Dimensionen geben, die der Mensch nicht wahrnehmen kann.
Die Wissenschaft rund um den mehrdimensionalen Raum ist so verblüffend, dass selbst die Physiker, die ihn studieren, ihn nicht vollständig verstehen. Es kann hilfreich sein, mit den drei beobachtbaren Dimensionen zu beginnen, die der Höhe, Breite und Länge eines physischen Objekts entsprechen. Einstein hat in seiner Arbeit zur Allgemeinen Relativitätstheorie zu Beginn des 20. Jahrhunderts gezeigt, dass Zeit auch eine physikalische Dimension ist. Dies ist nur unter extremen Bedingungen zu beobachten; Beispielsweise kann die immense Schwerkraft eines Planetenkörpers die Zeit in seiner unmittelbaren Umgebung verlangsamen. Das durch diese Theorie geschaffene neue Modell des Universums wird als Raum-Zeit bezeichnet.
Seit Einsteins Ära haben Wissenschaftler viele Geheimnisse des Universums entdeckt, aber bei weitem nicht alle. Ein wichtiges Forschungsgebiet, die Quantenmechanik, befasst sich mit dem Erlernen der kleinsten Materieteilchen und ihrer Wechselwirkung. Diese Partikel verhalten sich ganz anders als die beobachtbare Realität. Der Physiker John Wheeler soll gesagt haben: „Wenn Sie durch die Quantenmechanik nicht vollständig verwirrt sind, verstehen Sie sie nicht.“ Es wurde vermutet, dass der multidimensionale Raum das seltsame Verhalten dieser Elementarteilchen erklären kann.
Während eines Großteils des 20. und 21. Jahrhunderts haben Physiker versucht, die Entdeckungen von Einstein mit denen der Quantenphysik in Einklang zu bringen. Es wird angenommen, dass eine solche Theorie vieles erklären würde, was im Universum noch unbekannt ist, einschließlich schlecht verstandener Kräfte wie der Schwerkraft. Einer der führenden Kandidaten für diese Theorie ist die Superstringtheorie, die Supersymmetrie oder die M-Theorie. Diese Theorie erklärt zwar viele Aspekte der Quantenmechanik, kann aber nur dann richtig sein, wenn die Realität 10, 11 oder bis zu 26 Dimensionen hat. Daher glauben viele Physiker, dass ein mehrdimensionaler Raum wahrscheinlich ist.
Die zusätzlichen Dimensionen dieses mehrdimensionalen Raums würden jenseits der Fähigkeit des Menschen existieren, sie zu beobachten. Einige Wissenschaftler schlagen vor, dass sie so in die beobachtbaren drei Dimensionen gefaltet oder eingerollt werden, dass sie mit normalen Methoden nicht gesehen werden können. Wissenschaftler hoffen, dass ihre Auswirkungen dokumentiert werden können, indem sie beobachten, wie sich Elementarteilchen bei Kollisionen verhalten. Viele Experimente in den Teilchenbeschleunigerlabors der Welt, wie z. B. CERN in Europa, werden durchgeführt, um nach diesen Beweisen zu suchen. Andere Theorien behaupten, Relativitätstheorie und Quantenmechanik in Einklang zu bringen, ohne die Existenz eines mehrdimensionalen Raums zu erfordern; welche Theorie richtig ist, bleibt abzuwarten.