Five-dimensional space

In physics and mathematics, a sequence of N numbers can be understood to represent a location in an N-dimensional space.
Abstract five-dimensional space occurs frequently in mathematics, and is a legitimate construct. Whether or not the real universe in which we live is somehow five-dimensional is a topic that is debated and explored in several branches of physics, including astrophysics and particle physics.
In physics, the fifth dimension is a hypothetical extra dimension beyond the usual three spatial dimensions and one time dimension of Relativity. The Kaluza-Klein theory used the fifth dimension to unify gravity with the electromagnetic force; e.g. Minkowski space and Maxwell’s equations in vacuum can be embedded in a 5-dimensional Riemann curvature tensor (Embedding.pdf eq. 37)[unreliable source?]. Kaluza-Klein theory now is seen as essentially a gauge theory with gauge group the circle group. M-theory suggests that space-time has eleven dimensions, seven of which are “rolled up” to below the subatomic level. Physicists have speculated that the graviton, a particle thought to carry the force of gravity, may “leak” into the fifth or higher dimensions which would explain how gravity is significantly weaker than the other three fundamental forces.
In 1993 the physicist Gerard ‘t Hooft put forward the holographic principle, which explains that the information about an extra dimension is visible as a curvature in a spacetime with one fewer dimensions. For example, holograms are three-dimensional pictures placed on a two-dimensional surface, which gives the image a curvature when the observer moves. Similarly, in general relativity, the fourth dimension is manifested in observable three dimensions as the curvature of path of a moving infinitesimal (test) particle. Hooft has speculated that the fifth dimension is really the spacetime fabric.

three-dimensional space 三維空間

construct
KK [ˋkɑnstrʌkt], DJ [ˋkɔnstrʌkt]
構思的結果, 構想; 概念[C]

astrophysics
KK [͵æstrəˋfɪzɪks], DJ [͵æstrəuˋfiziks]
(用作單或複)【天】天體物理學

Particle physics
粒子物理學

時間維度 (Time Dimension)

物理學中,卡魯扎-克萊因理論(Kaluza–Klein theory也簡為KK theory)是一個試圖統一重力與電磁兩大基本力的理論模型。此理論首先由數學家Theodor Kaluza於1921年所發表,將廣義相對論延伸至一個五維時空。所得方程式可以分成好幾組方程式,其中一個與愛因斯坦場方程式等價,其他組方程式則與描述電磁場的馬克士威方程組等價,另外還多出一個純量場——五維度規張量之分量g55,現在稱之為「輻子(暫譯)」(radion),為此—純量場之相應粒子。

1926,愛因斯坦(Albert Einstein)的同事克魯札(Theodore Kaluza)率先發表一篇論文,之後波爾(Niels Bohr)的同事克來因(Oscar Klein)加以改進,形成了所謂的克魯札–克萊因理論(Kaluza-Klein theory),這是個五次元的理論,試圖結合馬克思威爾(James Clerk Maxwell)的電磁學方程式,和愛因斯坦重力方程式,可說是超弦理論的先聲。在這個理論中,克魯札、克萊因兩人將原本愛因斯坦重力方程式中4×4度規(metric)矩陣,進一步擴充成5×5矩陣,至於多出來的空間,剛好可擺上馬克思威爾的電磁學方程式.。僅僅多加一個次元,就巧妙的結合重力與光,就連當時的愛因斯坦也不免大為震驚。

電磁力 (EMF, Electromagnetic Force)

閔可夫斯基(Minkowski,Hermann)的另一重要貢獻是與著名物理學家愛因斯坦(Einstein)共同建立了狹義相對論(Special Relativity),1907年,他發表《時間與空間》,所提供的四維時空數學結構被稱為“閔可夫斯基空間”(Minkowski Space)。

gauge
KK [gedʒ], DJ [geidʒ]
1. 標準尺寸, 標準規格[U][C]

規範理論(gauge theory)

M理論(M-theory)是為「物理的終極理論」而提出的理論。物理學家希望能用一個理論來解釋所有的物質與能源的本質和交互關係。它試圖把4種作用力–電磁力、重力、強核力和弱核力統一起來。它還試圖結合當前所有5種超弦理論和11維的超重力理論。為了充分了解它,愛德華·維騰 (Edward Witten) 認為需要發明新的數學工具。M理論的「M」包含有許多意思,例如魔術(magic)、神秘(mystery)、膜(membrane)、矩陣(matrix)或母親(mother)等等。亦有人認為這個M字代表著維騰本人(Witten 的 “W” 反轉便是 “M”)

根據M理論,我們的宇宙很可能是產生於11維薄膜的碰撞與撕裂當中,基本上由此產生的宇宙可以和多世界詮釋裡所說的宇宙極為不同的宇宙。

subatomic
KK [͵sʌbəˋtɑmɪk], DJ [͵sʌbəˋtɔmik]
【物】次原子的; 比原子小的; 在原子內的

atomic
KK [əˋtɑmɪk], DJ [əˋtɔmik]
1. 原子的

graviton
KK [ˋgrævə͵tɑn], DJ [ˋgrævitɔn]
【物】引力子

重力交互作用,簡稱重力或引力,是四個基本交互作用中最弱的,但是同時又是作用範圍最大的(不會如電磁力一般相互抵銷)。但當距離增大,重力交互作用的影響力就會遞減,假設兩物件的相互距離為r,其作用力則可以1/r2的計算式推論出來。不像其他的交互作用,重力可以廣泛地作用於所有的物質。由於其廣泛的作用範圍,當物質質量為極大,物質有關的屬性以及與物質的帶電量有時可以相對地忽略。

全像原理 (Holographic Principle)

curvature
KK [ˋkɝvətʃɚ], DJ [ˋkə:vətʃə]
1. 彎曲

space-time
KK [ˋspesˋtaɪm], DJ [ˋspeisˋtaim]
【物】時空(的)

hologram
KK [ˋhɑlə͵græm], DJ [ˋhɔləgræm]
全像術(Hologram)

observable
KK [əbˋzɝvəb!], DJ [əbˋzə:vəbl]
1. 看得見的; 顯著的

infinitesimal
KK [͵ɪnfɪnəˋtɛsəm!], DJ [͵infiniˋtesiməl]
1. 極微小的, 無限小的