Mnoho z prvních prací na pěti-dimenzionální prostor byl ve snaze vyvinout teorii, která sjednocuje všechny čtyři základní interakce v přírodě: silné a slabé jaderné síly, gravitace a elektromagnetismu. Německý matematik Theodor Kaluza a švédský fyzik Oskar Klein nezávisle vyvinuli teorii Kaluza–Klein v roce 1921, která použila pátý rozměr k sjednocení gravitace elektromagnetickou silou. Ačkoli bylo později zjištěno, že jejich přístupy jsou alespoň částečně nepřesné, koncept poskytl základ pro další výzkum v minulém století.,
vysvětlit, proč tento rozměr by neměl být přímo pozorovatelné, Klein navrhl, že pátý rozměr by být srolovaný do malé, kompaktní smyčky na pořadí 10-33 cm. Pod jeho uvažování, on si představil lehký jako poruchy způsobené vlnící se ve vyšší dimenzi mimo lidské vnímání, podobně jak ryby v rybníku může vidět pouze stíny vlnky po hladině vody způsobené dešťové kapky. I když není detekovatelný, nepřímo by to znamenalo spojení mezi zdánlivě nesouvisejícími silami., Na Kaluza–Klein teorie zažil oživení v roce 1970 v důsledku vzniku teorie superstrun a supergravitace: koncept, že realita se skládá z vibrující prameny energie, postulát pouze matematicky životaschopné v deseti rozměrech nebo více. Teorie superstringu se pak vyvinula v obecnější přístup známý jako M-teorie. M-teorie navrhl potenciálně pozorovatelné další rozměr, kromě deseti základních rozměrů, které by umožnily existenci superstrings. Ostatní rozměry 10 jsou zhutněny nebo „srolovány“ na velikost pod subatomární úrovní., Kaluza-Kleinova teorie je dnes považována za v podstatě teorii rozchodu, přičemž měřidlo je kruhová skupina.
pátý rozměr je obtížné přímo pozorovat, ačkoli velký hadronový urychlovač poskytuje příležitost zaznamenat nepřímé důkazy o jeho existenci. Fyzikové se domnívají, že srážky subatomárních částic v pořadí produkovat nové částice, jako výsledek kolize, včetně gravitační, že uteče ze čtvrté dimenze, nebo brány, uniká pryč do pěti-dimenzionální objem., M-teorie by mohla vysvětlit slabost gravitace ve vztahu k ostatním základním silám přírody, jako může být viděn, například, při použití magnet lift pin ze stolu — magnet je schopen překonat gravitaci celé zemi s lehkostí.
matematické přístupy byly vyvinuty na počátku 20. století, které vnímaly pátou dimenzi jako teoretický konstrukt. Tyto teorie odkazují na Hilbertův prostor, koncept, který postuluje nekonečný počet matematických rozměrů, aby umožnil neomezený počet kvantových stavů., Einstein, Bergmann a Bargmann později se snažili rozšířit čtyřrozměrného prostoročasu obecné teorie relativity do další fyzikální rozměr začlenit elektromagnetismus, když byly neúspěšné. V jejich 1938 papír, Einstein, Bergmann a byli mezi prvními, zavést moderní názor, že čtyři-dimenzionální teorie, která se shoduje s Einsteinem-Maxwell teorie na dlouhé vzdálenosti, je odvozen z pěti-dimenzionální teorie s úplnou symetrii ve všech pěti dimenzích., Navrhli, že elektromagnetismus je výsledkem gravitačního pole, které je „polarizované“ v páté dimenzi.
hlavní novinkou Einstein, Bergmann a byl vážně uvažovat páté dimenze jako fyzické osoby, spíše než omluva kombinovat metrický tenzor a elektromagnetický potenciál. Ale pak se vzdali a upravili teorii tak, aby přerušili její pětidimenzionální symetrii., Jejich argumentace, jak navrhl Edward Witten, bylo to, že více symetrické verze teorie předpovídala existenci nového long range pole, ten, který byl i nehmotné a skalární, které by vyžadovaly zásadní modifikace Einsteinovy teorie obecné relativity. Minkowského prostor a Maxwellovy rovnice ve vakuu mohou být vloženy do pětimenzionálního tenzoru Riemannova zakřivení.,
V roce 1993, fyzik Gerard ‚t Hooft předložila holografický princip, který vysvětluje, že informace o další rozměr je viditelný jako zakřivení v prostoročasu s jedním méně rozměru. Například hologramy jsou trojrozměrné obrázky umístěné na dvourozměrném povrchu, což dává obrazu zakřivení, když se pozorovatel pohybuje. Podobně se v obecné relativitě projevuje čtvrtá dimenze v pozorovatelných třech rozměrech jako zakřivení dráhy pohyblivé infinitezimální (testovací) částice., „T Hooft spekuloval, že Pátá dimenze je opravdu časoprostorová tkanina.
