Meget af det tidlige arbejde med fem-dimensionelle plads, var i et forsøg på at udvikle en teori, der samler de fire grundlæggende samspil i naturen: stærke og svage nukleare kræfter, tyngdekraften og elektromagnetisme. Den tyske matematiker Theodor Kalu .a og den svenske fysiker Oskar Klein udviklede uafhængigt Kalu .a–Klein-teorien i 1921, der brugte den femte dimension til at forene tyngdekraften med elektromagnetisk kraft. Selvom deres tilgange senere blev fundet at være i det mindste delvist unøjagtige, konceptet gav grundlag for yderligere forskning i det forløbne århundrede.,
for at forklare, hvorfor denne dimension ikke ville være direkte observerbar, foreslog Klein, at den femte dimension ville blive rullet op i en lille, kompakt sløjfe i størrelsesordenen 10-33 centimeter. Under hans ræsonnement, han forestillede sig lys som en forstyrrelse forårsaget af krusning i den højere dimension lige uden for menneskelig opfattelse, svarende til hvordan fisk i en dam kun kan se skygger af krusninger over vandoverfladen forårsaget af regndråber. Selvom det ikke kan påvises, ville det indirekte indebære en forbindelse mellem tilsyneladende uafhængige kræfter., Den Kaluza–Klein teori oplevet en revival i 1970’erne på grund af fremkomsten af superstrengteori og supergravity: den opfattelse, at virkeligheden består af vibrerende strenge af energi, et postulat kun matematisk holdbar i ti dimensioner eller mere. Superstring teori udviklede sig derefter til en mere generaliseret tilgang kendt som M-teori. M-teori foreslået en potentielt observerbare ekstra dimension ud over de ti væsentlige dimensioner, som ville give mulighed for eksistensen af superstrings. De andre 10 dimensioner komprimeres eller “rulles op” til en størrelse under det subatomære niveau., De Kalu .a-Klein teori i dag ses som væsentlige en gauge teori, med måleren bliver cirkel gruppe.
den femte dimension er vanskelig at observere direkte, selvom Large Hadron Collider giver mulighed for at registrere indirekte bevis for dets eksistens. Fysikere teoretiserer, at kollisioner af subatomære partikler igen producerer nye partikler som et resultat af kollisionen, herunder en graviton, der undslipper fra den fjerde dimension, eller brane, lækker ud i en fem-dimensionel masse., M-teori ville forklare tyngdekraftens svaghed i forhold til de andre grundlæggende naturkræfter, som det for eksempel kan ses, når man bruger en magnet til at løfte en stift fra et bord — magneten er i stand til let at overvinde tyngdekraften på hele jorden.
matematiske tilgange blev udviklet i begyndelsen af det 20.århundrede, der betragtede den femte dimension som en teoretisk konstruktion. Disse teorier henviser til Hilbert space, et koncept, der postulerer et uendeligt antal matematiske dimensioner for at give mulighed for et ubegrænset antal kvantetilstande., Einstein, Bergmann og Bargmann forsøgte senere at udvide den fire-dimensionelle rumtid for generel relativitet til en ekstra fysisk dimension for at inkorporere elektromagnetisme, skønt de ikke lykkedes. I deres 1938 papir, Einstein og Bergmann var blandt de første til at introducere den moderne synspunkt, at en fire-dimensional theory, som falder sammen med Einstein-Maxwell teori på lange afstande, er afledt af en fem-dimensionelle teori med fuld symmetri i alle fem dimensioner., De foreslog, at elektromagnetisme skyldtes et tyngdefelt, der er “polariseret” i den femte dimension.Einstein og Bergmanns vigtigste nyhed var alvorligt at overveje den femte dimension som en fysisk enhed snarere end en undskyldning for at kombinere metrisk tensor og elektromagnetisk potentiale. Men de svigtede derefter og ændrede teorien for at bryde dens fem-dimensionelle symmetri., Deres argumentation, som foreslået af Edward Witten, var, at de mere symmetrisk version af teorien forudsagde eksistensen af et nyt område, en, der var både tidskrift og skalar, som ville have betydet en grundlæggende ændring til Einsteins generelle relativitetsteori. Minko .ski space og Ma..ells ligninger i vakuum kan indlejres i en fem-dimensionel Riemann krumning tensor.,
i 1993 fremsatte fysikeren Gerard ‘t Hooft det holografiske princip, hvilket forklarer, at informationen om en ekstra dimension er synlig som en krumning i et rumtid med en færre dimension. Hologrammer er for eksempel tredimensionale billeder placeret på en todimensionel overflade, hvilket giver billedet en krumning, når observatøren bevæger sig. På samme måde manifesteres den fjerde dimension generelt i observerbare tre dimensioner som krumningsvejen for en bevægende uendelig (test) partikel., ‘T Hooft har spekuleret i, at den femte dimension virkelig er rumtidsstoffet.
