Bien que la relativité, l'espace-temps et les dimensions multiples peuvent être des sujets capiteux, les bases sont assez simples. De la science traditionnelle et de l'expérience quotidienne, vous pouvez traiter le monde comme un lieu tridimensionnel ayant la largeur, la profondeur et la hauteur. Cependant, au début des années 1900, Albert Einstein et d'autres ont théorisé que le temps - considéré précédemment comme un phénomène complètement séparé - est une quatrième dimension.

Trois Dimensions Spatiales

Les objets ordinaires et les l'espace qu'ils habitent a trois dimensions que vous pouvez facilement voir et mesurer. Lorsque vous voulez connaître l'espace occupé par un objet, mesurez-le, branchez les nombres dans une formule qui s'applique à la forme et obtenez le volume de l'objet. Par exemple, un marbre a un rayon de 1 centimètre, et la formule pour la forme, une sphère, est 4/3 * pi * rayon ^ 3. Le marbre a un volume de 4,12 centimètres cubes. Puisque l'espace a trois dimensions, vous pouvez l'explorer en déplaçant vers le haut et vers le bas, d'un côté à l'autre, et en avant et en arrière.

Espace-Temps à quatre dimensions

La théorie de la relativité d'Einstein trois dimensions familières pour créer un univers en quatre dimensions. L'idée est née parce que trois dimensions ne semblaient plus suffisantes pour décrire de nouvelles observations scientifiques. Par exemple, le temps passe un peu plus lentement à la surface de la terre qu'au sommet d'un grand gratte-ciel; C'est parce que la masse de la Terre «plie» l'espace-temps, et elle se plie moins lorsque vous vous éloignez. Bien que vous puissiez vous déplacer librement en trois dimensions, vous êtes bloqué en déplacement "en avant" dans la dimension temporelle.

Quatre dimensions spatiales

Les mathématiciens travaillent régulièrement avec des cotes et ont des noms pour des objets imaginaires avec des propriétés dimensionnelles . Un point, par exemple, a des dimensions nulles; il n'a pas de largeur, de profondeur ou de hauteur. Une ligne a une dimension et un plan en a deux. Un cube a trois dimensions, et les cubes ont des équivalents familiers dans la vie quotidienne - des boîtes, des glaçons et même des grains de sel. Les mathématiciens proposent un «cube» à quatre dimensions appelé hypercube ou tesseract. Un coin d'un cube a des angles qui vont en trois dimensions, mais un tesseract va en quatre. Parce qu'il occupe quatre dimensions spatiales, vous ne pouvez pas faire un "vrai" tesseract dans l'espace tridimensionnel, bien que vous puissiez le représenter comme une image. L'idée du tesseract aide les élèves à saisir les idées de dimensions supérieures.

Plus de dimensions?

Trois dimensions sont évidentes; quatre sont un étirement. Comment peut-il y en avoir plus? Les scientifiques ont des théories sur la nature de l'univers qui nécessitent jusqu'à 11 dimensions pour expliquer. Par exemple, dans la théorie des supercordes, tous les phénomènes connus proviennent de minuscules objets semblables à des cordes, plus petits qu'un électron qui vibre en 11 dimensions. D'autres théories regardent notre univers en 4 dimensions comme une minuscule partie d'un objet plus grand qui a 10 ou 11 dimensions, soutenant que notre univers a grandi ou est attaché à lui.