Även om relativitet, rymdtid och flera dimensioner kan vara friska ämnen, är grunderna ganska enkla. Från traditionell vetenskap och vardaglig erfarenhet kan du behandla världen som en tredimensionell plats med bredd, djup och höjd. Men i början av 1900-talet tecknade Albert Einstein och andra den tiden - som tidigare ansågs vara ett helt separat fenomen - en fjärde dimension.

Tre rymdmått

Vanliga föremål och Det utrymme de bor i har tre dimensioner som du enkelt kan se och mäta. När du vill veta hur mycket utrymme ett objekt tar upp mäter du det, pluggarna i en formel som gäller formen och får objektets volym. En marmor har till exempel en radie av 1 centimeter, och formeln för formen, en sfär, är 4/3 * pi * radie ^ 3. Marmorn har en volym på 4,12 kubikcentimeter. Eftersom rymden har tre dimensioner kan du utforska den genom att flytta upp och ner, från sida till sida och framåt och bakåt.

Fyra dimensionell rymdtid

Einsteins Relativitetsteori sammanfogar tiden till bekanta tre dimensioner för att skapa ett fyrdimensionellt universum. Tanken kom för att tre dimensioner inte längre tycktes tillräckliga för att beskriva nya vetenskapliga observationer. Till exempel går tiden lite långsammare på jordens yta än på toppen av en hög skyskrapa; Detta beror på att jordens massa "böjer" rymdtid, och det böjer sig ju längre du flyttar bort. Även om du kan röra sig fritt i tre dimensioner, sitter du fast "framåt" i tidsdimensionen.

Fyra rumsliga dimensioner

Matematiker arbetar regelbundet med dimensioner och har namn för imaginära objekt med dimensionella egenskaper . En punkt har till exempel nolldimensioner; Den har ingen bredd, djup eller höjd. En linje har en dimension, och ett plan har två. En kub har tre dimensioner, och kuber har kända motsvarigheter i vardagen - lådor, isbitar och jämn saltkorn. Matematiker föreslår en fyrdimensionell "kub" som heter en hyperkub eller tesserakt. Ett hörn av en kub har vinklar som går in i tre dimensioner, men en tesserakt går in i fyra. Eftersom det upptar fyra rumsliga dimensioner, kan du inte göra en "riktig" tesserakt i tredimensionellt utrymme, även om du kan representera det som en bild. Idéen om tesserakt hjälper eleverna att förstå idéerna om högre dimensioner.

Fler dimensioner?

Tre dimensioner är uppenbara; fyra är en sträcka. Hur kan det vara mer? Forskare har teorier om universums natur som kräver upp till 11 dimensioner för att förklara. Till exempel i superstringsteori kommer alla kända fenomen från små strängliknande föremål mindre än en elektron som vibrerar i 11 dimensioner. Fortfarande andra teorier ser på vårt 4-dimensionella universum som en liten del av ett större objekt som har 10 eller 11 dimensioner och håller fast att vårt universum växte från eller är knutet till det.