Le premier indice est arrivé en 1905 lorsque Einstein a développé la théorie de la relativité restreinte. Depuis lors, les physiciens ont établi que, du moins en théorie, il pourrait y avoir d’autres dimensions au-delà de nos trois habituelles (longueur, largeur et hauteur). En général, lorsque nous parlons d’une quatrième dimension, nous considérons l’espace-temps, mais les dernières recherches dans ce domaine approfondissent quelque chose de différent.
Qu’est-ce que la quatrième dimension et où se trouve-t-elle
Notre cerveau, avertissent les scientifiques, pourrait être incapable de percevoir cette dimension (et éventuellement d’autres encore). Mathématiquement, nous pouvons la décrire, mais nous pourrions ne jamais l’expérimenter dans le monde physique.
Deux équipes de recherche distinctes, l’une aux États-Unis et l’autre en Europe, ont mené deux expériences (différentes seulement dans la pratique mais conceptuellement identiques) cherchant des preuves mathématiques de cette dimension.
Les expériences sont basées sur l’effet Hall : on a un conducteur électrique, par exemple une feuille de métal ou un fil, à travers lequel passe le courant électrique. Les électrons se déplacent dans une direction. Si l’on place un champ magnétique perpendiculaire au flux, les électrons sont déviés.
Si le matériau est à des températures très basses, proches du zéro absolu, l’interaction entre le courant et le champ magnétique crée une différence de potentiel qui change de manière discrète (c’est-à-dire en faisant des « sauts » d’une valeur à l’autre) plutôt que de manière continue. Formules en main, la mesure de ces changements de tension devrait être possible dans une dimension spatiale supplémentaire, la quatrième, non accessible aux expérimentateurs.
Les équipes de recherche ont utilisé des atomes ultrafroids et des faisceaux laser croisés, leur permettant de « voir » les conséquences de l’effet Hall quantique dans une quatrième dimension spatiale. Ou plutôt, pour être plus précis : les deux expériences ont montré quels seraient les effets mesurables de l’effet Hall quantique s’il se produisait dans un monde à quatre dimensions.
“Le résultat final de l’expérience”, expliquent les membres de l’équipe européenne, “est une simulation d’un système qui se déplace dans une quatrième dimension spatiale. C’est comme si nous avions transformé, virtuellement, un système à deux dimensions en un système à quatre dimensions”.
Les expériences ont finalement démontré mathématiquement qu’il existe une quatrième dimension, même si elle n’est pas visible dans notre monde.
Pour finir, nous vous signalons cette vidéo avec Carl Sagan qui explique la quatrième dimension de manière vraiment « simple » :
