1905 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने सापेक्षता के अपने विशेष सिद्धांत में दिखाया कि अंतरिक्ष प्रकाश की गति की ब्रह्मांडीय सीमा के माध्यम से समय से निकटता से संबंधित है, और इसलिए, कड़ाई से बोलते हुए, हम अंतरिक्ष-समय के चार आयामों वाले ब्रह्मांड में रहते हैं।
हालांकि, रोजमर्रा के उद्देश्यों के लिए, हम अंतरिक्ष के तीन आयामों (उत्तर-दक्षिण, पूर्व-पश्चिम, ऊपर-नीचे) और समय के एक आयाम (अतीत-भविष्य) में ब्रह्मांड का प्रतिनिधित्व करते हैं। इस मामले में, पांचवां आयाम अंतरिक्ष का एक अतिरिक्त आयाम होगा।
1920 के दशक में भौतिकविदों ऑस्कर क्लेन और थियोडोर कलुजा द्वारा इस तरह के माप को स्वतंत्र रूप से प्रस्तावित किया गया था। वे आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत से प्रेरित थे, जिससे पता चला कि द्रव्यमान चार-आयामी स्पेसटाइम को मोड़ता है।
चूंकि हम चार आयामों को नहीं देख सकते हैं, इसलिए हम गुरुत्वाकर्षण के "बल" के लिए एक ग्रह जैसे विशाल शरीर की उपस्थिति में गति का श्रेय देते हैं।
क्या उस समय ज्ञात एक अन्य बल (विद्युत चुम्बकीय बल) को अंतरिक्ष के अतिरिक्त आयाम की वक्रता द्वारा समझाया जा सकता है? कलुजा और क्लेन ने पाया कि यह संभव था।
लेकिन चूंकि विद्युत चुम्बकीय बल गुरुत्वाकर्षण से 1040 गुना अधिक मजबूत होता है, इसलिए अतिरिक्त आयाम की वक्रता इतनी अधिक होनी चाहिए कि यह एक परमाणु से बहुत छोटे छोटे वलय में घुमाया जा सके, और इसे नोटिस करना असंभव होगा।
जब एक कण, जैसे कि एक इलेक्ट्रॉन, हमारे लिए अदृश्य अंतरिक्ष में यात्रा करता है, तो यह पांचवें आयाम के चारों ओर घूमता है, जैसे एक पहिया में हम्सटर।
परमाणु नाभिक के क्षेत्र में कार्यरत दो और मौलिक बलों की खोज के परिणामस्वरूप कलुजा और क्लेन के पांच-आयामी सिद्धांत को एक गंभीर झटका लगा: मजबूत और कमजोर परमाणु बातचीत।
लेकिन यह विचार कि अतिरिक्त आयाम बलों की व्याख्या करते हैं, आधी सदी बाद "स्ट्रिंग थ्योरी" के समर्थकों द्वारा पुनर्जीवित किया गया था, जो ब्रह्मांड के मूलभूत निर्माण खंडों को कणों के रूप में नहीं, बल्कि द्रव्यमान-ऊर्जा के छोटे "स्ट्रिंग्स" के रूप में देखता है। सभी चार बलों की नकल करने के लिए, तार 10-आयामी अंतरिक्ष-समय में कंपन करते हैं, जिसमें छह आयाम एक परमाणु से बहुत छोटे आकार में होते हैं।
स्ट्रिंग सिद्धांत ने इस विचार को जन्म दिया कि हमारा ब्रह्मांड 10-आयामी अंतरिक्ष-समय में तैरते हुए एक त्रि-आयामी द्वीप या "ब्रेन" (अंतरिक्ष के आयाम से कम एक काल्पनिक मौलिक बहुआयामी भौतिक वस्तु) हो सकता है।
इसने यह समझाने का एक दिलचस्प अवसर खोला कि गुरुत्वाकर्षण अन्य तीन मूलभूत शक्तियों की तुलना में इतना कमजोर क्यों है। जबकि बल ब्रैन से जुड़े होते हैं, विचार यह है कि गुरुत्वाकर्षण छह अतिरिक्त स्थानिक आयामों में रिसता है, जिससे ब्रैन पर इसकी ताकत बहुत कमजोर हो जाती है।
एक बड़ा पाँचवाँ आयाम प्राप्त करने का एक तरीका है जो इस तरह से घुमावदार है कि हम इसे नहीं देख सकते हैं, और यह भौतिकविदों लिसा रान्डेल और रमन सुंदरम द्वारा 1999 में प्रस्तावित किया गया था। एक अतिरिक्त स्थानिक आयाम महान ब्रह्मांडीय रहस्यों में से एक को भी समझा सकता है: "अंधेरे पदार्थ" की पहचान, अदृश्य पदार्थ जो छह के कारक से दृश्यमान सितारों और आकाशगंगाओं से अधिक हो जाता है।
2021 में, जर्मनी के मेन्ज़ में जोहान्स गुटेनबर्ग विश्वविद्यालय के भौतिकविदों के एक समूह ने सुझाव दिया कि अव्यक्त पांचवें आयाम में फैलने वाले अब तक अज्ञात कणों का गुरुत्वाकर्षण हमारे चार-आयामी ब्रह्मांड में अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण के रूप में प्रकट हो सकता है, जिसे हम वर्तमान में डार्क मैटर के लिए जिम्मेदार मानते हैं।.
यह ध्यान देने योग्य है कि डार्क मैटर के लिए संभावित उम्मीदवारों की कोई कमी नहीं है, जिसमें उप-परमाणु कण शामिल हैं जिन्हें एक्सियन, ब्लैक होल और भविष्य से बैकवर्ड टाइम मैटर के रूप में जाना जाता है!
