Onde falamos sobre a 5ª dimensão do Universo

Como é feito o Universo? Muitos cientistas propuseram suas hipóteses sobre a estrutura do Universo e como seus elementos interagem. Em 1905, Albert Einstein desenvolveu sua Teoria da Relatividade Especial, que mostrou que o espaço está intimamente ligado ao tempo através do limite de velocidade da luz. Isso significa que vivemos em um Universo com quatro dimensões de espaço-tempo. Na vida quotidiana, consideramos assim que o Universo inclui 3 dimensões de espaço e uma dimensão de tempo. Neste caso, uma quinta dimensão representaria uma dimensão adicional do espaço.

Outros pesquisadores propuseram uma quinta dimensão de forma independente. É sobre os físicos Oskar Klein e Theodor Kaluza em 1920, e eles foram inspirados pela teoria da gravidade de Einstein. Esta teoria mostra que a massa distorce o espaço-tempo em 4 dimensões. Mas como não é possível perceber essas 4 dimensões, não se atribui o movimento na presença de um objeto massivo como um planeta a essa curvatura, mas sim a uma “força” da gravidade.

Na época, pode-se perguntar se a outra força que é a força eletromagnética poderia ser explicada pela curvatura de uma dimensão adicional do espaço.

Resposta de Kaluza e Klein

Em relação a essa questão, Kaluza e Klein descobriram que a força eletromagnética poderia de fato ser explicada dessa maneira. No entanto, como essa força é 1.040 vezes mais forte que a gravidade, a curvatura da dimensão extra tinha que ser tão grande que ela é enrolada com muita força, tornando a coisa toda ainda menor que um átomo. Seria impossível detectá-lo. Quando um elétron se move através do espaço, ele giraria em torno do 5^º dimensão, como um hamster em sua roda.

Esta teoria de Kaluza e Klein no 5^º dimensão atingiu uma parede, no entanto, quando se descobriu que existem duas outras forças fundamentais que operam em um nível atômico. Estas são a interação forte e a interação fraca.

O advento de novas teorias

Quase 50 anos depois, a ideia de um 5^º as forças explicativas das dimensões voltaram à tona com o advento da “teoria das cordas”. Este último vê os blocos fundamentais do Universo não como partículas, mas como pequenas cadeias de energia e massa. Para representar as 4 forças, as cordas vibram em um espaço-tempo de 10 dimensões, das quais seis dimensões espaciais são enroladas muito menores que um átomo.

Com a teoria das cordas, surgiu a ideia de que o Universo poderia ser uma ilha tridimensional ou “brana”. Isso flutuaria em um espaço-tempo de 10 dimensões. Com isso há a possibilidade de explicar por que a gravidade é tão mais fraca que as outras três forças fundamentais. Enquanto as três forças estão presas à brana, a gravidade escaparia das outras 6 dimensões do espaço, o que “dilui” sua força na brana.

Outra maneira de permitir um 5^º dimensão existir, e onde é tão curvo que não pode ser visto, foi proposto pelos físicos Lisa Randall e Raman Sundrum em 1999. Uma dimensão espacial adicional poderia até explicar um dos maiores mistérios do Universo que é a natureza da “escura matéria”, esta matéria invisível que parece ser 6 vezes mais massiva que estrelas e galáxias.

Em 2021, um grupo de físicos da Universidade Johannes Gutenberg em Mainz, na Alemanha, sugeriu que a gravidade de partículas até então desconhecidas se propagando em um 5^º dimensão oculta poderia se manifestar em nosso universo de 4 dimensões como a gravidade extra atribuída à matéria escura.