Простір-час Мінковського (використовується і в спеціальній теорії відносності) складається з 3+1 виміру (3 просторових і 1 часового). Але це, швидше, математична модель, що пов'язує нашу здатність вимірювати простір і часу - величини, які вважаються реальними в посякденному досвіді.
Ейнштейн, до речі, чітко розрізняв геометричні положення від феноменологічних спекуляцій.
Тож виміри - це не фізичні речі, вони залишаються виключно математичними об’єктами. Хоча математика цього "просторово-часового континууму" вказує нам про існування реального континуума. Але він не має особливих координатних напрямків (за визначенням), “лише” чотири ступені свободи (знову математика). Такі ступені свободи фаундують здатність людей моделювати за допомогою чотирьох сенсорних вимірів.
Якщо ми інтуїтивно відчуваємо простір і час з цього континууму, тоді чому сприймаємо час інакше, ніж простір? Існують переконливі аргументи, що це результат складових Всесвіту (частинок, хвиль, полів або іншого — точно ми не знаємо), а не геометрії самого континууму.
Коли ви подивитеся, скажімо, на світові лінії частинок, то побачите, що вони мають спільну орієнтацію, яка відповідає тому, що ми сприймаємо як “час”. Це призводить до поняття руху (оскільки їхні відносні відстані змінюються в інших напрямках) і пояснює, чому справжній рух у часі неможливий.
Вони не є альтернативними реальностями (це фантастика), а також декартовими осями (погляд, який значною мірою нав'язується просторово-часовими діаграмами в підручниках з теорії відносності).
Це абсолютно математичні поняття, пов'язані зі ступенями свободи і діапазоном можливостей для цих ступенів.
Отже, наш звичайний простір має три ступені свободи - відповідно до наших уявлень про рух вгору/вниз, вліво/вправо, вперед/назад - і тому ми моделюємо цей простір за допомогою трьох вимірів. Але вони не є фізичними речами, які існують поза математикою.
Отже, простір можна моделювати трьома (тобто 3-D), а час завжди моделювався одним (1-D) вимірами. Після спеціальної теорії відносності вони були об'єднані, щоб описати теоретично лагідний 4-вимірний простір-час: математична модель, яка за 100 років укорінилася у свідомості більшості людей.
Математична фізика регулярно пропонує більше для моделювання речей, тому виникають інші віртуальні мири - фазовий простір, конфігураційний простір чи гільбертовий простір. Вони необхідні як інструментарій отримання додаткової інформації. Деякі з цих просторів мають навіть нескінченну розмірність. Теорія струн зазвичай включає щоменше 11 варіантів, але є питання до самої теорії струн.
Одне з ключових передбачень цього підходу - існування додаткових просторових вимірів. Загальна теорія відносності Ейнштейна працює в чотирьох вимірах (три просторові виміри плюс час), але теорія струн вимагає додаткових вимірів для самоузгодження. Залежно від версії математичної моделі вказується на вірогідність10 або 11 вимірів.
Втім, самі виміри не "відчуваються" в нашому повсякденному житті, оскільки, ймовірно, "згорнуті" на дуже малі масштаби, тобто їх розміри менші за ті, які безпосередньо спостерігаються. Явище, відоме як компактифікація.
Але. Математика теорії струн дозволяє існувати додатковим вимірам, але поки що немає безпосередніх експериментальних доказів їх існування. І, судячи всього, ми таких доказів не знайдемо: питання “що вимірювати?” занадто складне для надскладних математичних конструкцій.
