พื้นที่หลายมิติคืออะไร?

มนุษย์สัมผัสกับความเป็นจริงแบบวันต่อวันในสี่มิติ: สามมิติทางกายภาพและเวลาตามทฤษฎีสัมพัทธภาพของอัลเบิร์ตไอน์สไตน์เวลาเป็นมิติทางกายภาพที่สี่โดยมีลักษณะที่วัดได้คล้ายกับอีกสามตัวสาขาวิชาฟิสิกส์อย่างต่อเนื่องคือความพยายามที่จะอธิบายทั้งทฤษฎีสัมพัทธภาพและควอนตัมซึ่งควบคุมความเป็นจริงในระดับที่เล็กมากข้อเสนอหลายประการในสาขานี้แนะนำให้มีพื้นที่หลายมิติกล่าวอีกนัยหนึ่งอาจมีมิติทางกายภาพเพิ่มเติมที่มนุษย์ไม่สามารถรับรู้ได้

วิทยาศาสตร์รอบ ๆ พื้นที่หลายมิตินั้นเหลือเชื่อเหลือเกินที่แม้แต่นักฟิสิกส์ที่ศึกษามันไม่เข้าใจอย่างเต็มที่อาจเป็นประโยชน์ในการเริ่มต้นด้วยสามมิติที่สังเกตได้ซึ่งสอดคล้องกับความสูงความกว้างและความยาวของวัตถุทางกายภาพไอน์สไตน์ในงานของเขาเกี่ยวกับสัมพัทธภาพทั่วไปในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 แสดงให้เห็นว่าเวลานั้นเป็นมิติทางกายภาพสิ่งนี้สามารถสังเกตได้ในสภาวะที่รุนแรงเท่านั้นตัวอย่างเช่นแรงโน้มถ่วงอันยิ่งใหญ่ของร่างกายดาวเคราะห์สามารถชะลอเวลาในบริเวณใกล้เคียงรูปแบบใหม่ของจักรวาลที่สร้างขึ้นโดยทฤษฎีนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่ออวกาศ-ตั้งแต่ยุคของ Einstein นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบความลับของจักรวาลมากมาย แต่ไม่ใช่เกือบทั้งหมดสาขาวิชาหลักของการศึกษากลศาสตร์ควอนตัมทุ่มเทให้กับการเรียนรู้เกี่ยวกับอนุภาคที่เล็กที่สุดของสสารและวิธีการโต้ตอบอนุภาคเหล่านี้มีพฤติกรรมที่แตกต่างจากเรื่องของความเป็นจริงที่สังเกตได้นักฟิสิกส์จอห์นวีลเลอร์รายงานว่า“ ถ้าคุณไม่สับสนกับกลศาสตร์ควอนตัมอย่างสมบูรณ์คุณไม่เข้าใจ”มีข้อเสนอแนะว่าพื้นที่หลายมิติสามารถอธิบายพฤติกรรมที่แปลกประหลาดของอนุภาคระดับประถมศึกษาเหล่านี้

ในศตวรรษที่ 20 และ 21 นักฟิสิกส์ได้พยายามที่จะกระทบยอดการค้นพบของไอน์สไตน์กับฟิสิกส์ควอนตัมเป็นที่เชื่อกันว่าทฤษฎีดังกล่าวจะอธิบายได้มากซึ่งยังไม่เป็นที่รู้จักเกี่ยวกับจักรวาลรวมถึงกองกำลังที่เข้าใจได้ไม่ดีเช่นแรงโน้มถ่วงหนึ่งในผู้เข้าแข่งขันชั้นนำสำหรับทฤษฎีนี้เป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นทฤษฎี Superstring, supersymmetry หรือทฤษฎี Mทฤษฎีนี้ในขณะที่อธิบายหลายแง่มุมของกลศาสตร์ควอนตัมสามารถถูกต้องได้ก็ต่อเมื่อความเป็นจริงมี 10, 11 หรือมากถึง 26 มิติดังนั้นนักฟิสิกส์หลายคนเชื่อว่าพื้นที่หลายมิติมีแนวโน้ม

มิติพิเศษของพื้นที่หลายมิตินี้จะมีอยู่นอกเหนือความสามารถของมนุษย์ในการสังเกตพวกเขานักวิทยาศาสตร์บางคนแนะนำว่าพวกเขาจะถูกพับหรือขดตัวลงในสามมิติที่สังเกตได้ในลักษณะที่พวกเขาไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยวิธีการทั่วไปนักวิทยาศาสตร์หวังว่าผลกระทบของพวกเขาสามารถบันทึกได้โดยดูว่าอนุภาคระดับประถมศึกษาทำงานอย่างไรเมื่อพวกเขาชนกันการทดลองจำนวนมากในห้องปฏิบัติการเร่งความเร็วอนุภาคของโลกเช่น CERN ในยุโรปได้ดำเนินการเพื่อค้นหาหลักฐานนี้ทฤษฎีอื่น ๆ อ้างว่าสามารถกระทบยอดสัมพัทธภาพและกลศาสตร์ควอนตัมได้โดยไม่ต้องมีพื้นที่หลายมิติทฤษฎีใดที่ถูกต้องยังคงเห็นได้