Estamos habituados a viver em um espaço tridimensional. Aprendemos desde cedo que um ponto é uma entidade geométrica sem dimensões, ou com 0 zero dimensões. A entidade geométrica que possui apenas uma dimensão - comprimento - é a reta. Ao pensarmos em uma entidade geométrica com duas dimensões - como comprimento e largura - temos um plano. Seguindo o mesmo raciocínio, aprendemos que o cubo ocupa três dimensões - comprimento, largura e altura.
No entanto, será que por estarmos acostumados com estas dimensões não notamos que existe algo a mais? Na Álgebra, a dimensão é apenas uma propridade de um sistema de equações. Estes sistemas podem possuir infinitas dimensões. Ao associar Geometria e Álgebra os matemáticos puderam supor a existência de figuras geométricas com 4 ou mais dimensões. O espaço definido por 4 ou mais dimensões é chamado de hiperespaço. Um hipercubo seria, então, uma figura geométrica composta por 4 ou mais dimensões.
É difícil imaginar o espaço composto por mais de três dimensões. Do mesmo modo, é bem complicado imaginar um ponto sem dimensões ou uma reta infinita em apenas uma dimensão. O ponto ou a reta são abstrações matemáticas. Porém a natureza possui exemplos próximos destas abstrações: para um observador da terra uma estrela vista a olho nu pode ser considerada uma fonte pontual de luz, por exemplo.
Uma das primeiras aplicações bem sucedidas de uma quarta dimensão às leis físicas foi feita por Albert Einstein em sua Teoria Geral da Relatividade. Para o cientista, as três dimensões do espaço e o tempo estão intimamente ligados, formando um continuum de espaço-tempo em 4 dimensões. A Teoria de Einstein explicou e permitiu a previsão de diversos fenômenos comprovados mais tarde por físicos e astrônomos.
Dimensões enroladas sobre si mesmas (formas de Calabi-Yau).
Mas as aplicações do conceito de hiperespaço não param por ai. Albert Einstein uniu espaço e tempo para explicar fenômenos da natureza. No ano de 1919, o matemático alemão-polonês Theodor Franz Edward Kaluza sugeriu que o Universo poderia ser composto por uma 5ª dimensão. Mais tarde Oskar Klein propôs que outras dimensões poderiam estar estendidas ou enroladas.
Em 1984 Michael B. Green e John H. Schwarz propuseram a Teoria das Supercordas. Ela indica que o mesmo tipo de corda fundamental com um comprimento de 10-33cm (0,000000000000000000000000000000001cm !) gera partículas com massas e cargas diferentes de acordo com as suas vibrações. Atualmente esta Teoria prevê 11 dimensões que permeariam cada ponto no nosso espaço-tempo quadridimensional, algumas enroladas sobre si mesmas em uma escala tão pequena que sequer podem ser detectadas diretamente.
Na ficção cientifica são comuns viagens através do hiperespaço para superar as monstruosas distâncias entre estrelas e galáxias. Mesmo que fosse possível viajar na velocidade da luz dentro de nosso espaço-tempo, demoraríamos 100.000 anos apenas para sair da galáxia! As naves da literatura de ficção utilizam um atalho por algumas das outras dimensões do espaço. Como analogia, imagine uma formiga que morou por toda a sua vida em uma folha de papel. Para ela, a única forma possível de atravessar a folha de um lado a outro seria percorrendo toda a superfície da folha. Porém para um ser humano observando a caminhada da formiga, seria fácil juntar os dois lados, utilizando uma terceira dimensão e reduzir a viagem da formiga. O que as naves dos contos fariam seria algo semelhante: conectar dois pontos diferentes do espaço utilizando outras dimensões.
Ainda que as viagens através do Hiperespaço não sejam possíveis, este conceito matemático já alterou radicalmente a nossa visão do Universo e pode ser a base para uma Teoria do Tudo, uma teoria que sintetize todas as outras Teorias da Física.
Bibliografia:
Kaku, Michio. Hiperespaço.
EINSTEIN, Albert. Relatividade Especial e Geral.
http://astro.if.ufrgs.br/univ/string/string.htm/
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/fisica/hiperespaco/