Der erste Hinweis kam im 1905, als Einstein die spezielle Relativitätstheorie entwickelte. Seitdem haben Physiker festgestellt, dass es zumindest theoretisch andere Dimensionen geben könnte, zusätzlich zu unseren drei üblichen (Länge, Breite und Höhe). Im Allgemeinen, wenn wir von einer vierten Dimension sprechen, wird die Raumzeit betrachtet, aber die neuesten Forschungen in diesem Bereich vertiefen etwas anderes.
Was und wo ist die vierte Dimension
Unser Gehirn, warnen die Wissenschaftler, könnte unfähig sein, diese Dimension (und mögliche andere) wahrzunehmen. Mathematisch können wir sie beschreiben, aber wir könnten sie niemals in der physischen Welt erleben.
Zwei separate Forschungsteams, eines in den Vereinigten Staaten und eines in Europa, führten zwei Experimente durch (nur in der Praxis unterschiedlich, aber konzeptionell gleich), um mathematische Beweise für diese Dimension zu finden.
Die Experimente basieren auf dem Hall-Effekt: Es gibt einen elektrischen Leiter, zum Beispiel ein Metallblech oder einen Draht, durch den der elektrische Strom fließt. Die Elektronen bewegen sich in eine Richtung. Wenn ein senkrechtes Magnetfeld zum Fluss positioniert wird, werden die Elektronen abgelenkt.
Wenn das Material bei sehr niedrigen Temperaturen, nahe dem absoluten Nullpunkt, ist, erzeugt die Wechselwirkung zwischen Strom und Magnetfeld einen Potentialunterschied, der sich auf diskrete Weise ändert (d.h. in „Sprüngen“ von einem Wert zum anderen) anstatt kontinuierlich. Mit den Formeln in der Hand sollte die Messung dieser Spannungsänderungen in einer zusätzlichen räumlichen Dimension, der vierten, möglich sein, die den Experimentatoren nicht zugänglich ist.
Die Forschungsteams nutzten ultrakalte Atome und gekreuzte Laserstrahlen, die es ihnen ermöglichten, die Folgen des quantenmechanischen Hall-Effekts in einer vierten räumlichen Dimension zu „sehen“. Oder besser gesagt, um genauer zu sein: Die beiden Experimente zeigten, welche messbaren Effekte der quantenmechanische Hall-Effekt hätte, wenn er in einer vierdimensionalen Welt auftreten würde.
„Das Endergebnis des Experiments“, erklärt das europäische Team, „ist eine Simulation eines Systems, das sich in einer vierten räumlichen Dimension bewegt. Es ist, als hätten wir virtuell ein zweidimensionales System in ein vierdimensionales System verwandelt“.
Die Experimente haben letztendlich mathematisch bewiesen, dass eine vierte Dimension existiert, auch wenn sie in unserer Welt nicht sichtbar ist.
Abschließend empfehlen wir Ihnen dieses Video mit Carl Sagan, der die vierte Dimension auf wirklich „einfache“ Weise erklärt:
