五次元空間に関する初期の研究の多くは、強い核力と弱い核力、重力、電磁気という四つの基本的な相互作用を統一する理論を開発しようとしていた。 ドイツの数学者テオドール–カルーザとスウェーデンの物理学者オスカー-クラインは1921年に独立してカルーザ-クライン理論を発展させた。 彼らのアプローチは後に少なくとも部分的に不正確であることが判明したが、この概念は過去一世紀にわたってさらなる研究の基礎を提供した。,
なぜこの次元が直接観測できないのかを説明するために、クラインは第五の次元が10-33センチメートルの小さなコンパクトなループに巻き上げられることを提案した。 彼の推論の下で、彼は池の魚が雨滴によって引き起こされる水の表面に波紋の影しか見ることができないように、人間の知覚を超えた高次元波紋によって引き起こされる乱れとして光を構想した。 検出可能ではありませんが、それは間接的に一見無関係な力の間の接続を意味します。, カルーザ–クライン理論は、超弦理論と超重力の出現により1970年代に復活を経験した：現実は振動するエネルギーの鎖で構成されているという概念、十次元以上で数学的にしか実行可能ではないという仮定。 その後、超弦理論はM理論として知られるより一般化されたアプローチに発展した。 M-理論は、超ひもの存在を可能にする十つの本質的な次元に加えて、潜在的に観測可能な余分な次元を示唆した。 他の10の次元は、亜原子レベル以下の大きさに圧縮されるか、または”巻き上げられる”。, 今日のカルーザ–クライン理論は本質的にゲージ理論と見なされており、ゲージは円群である。
大きなハドロン衝突型加速器はその存在の間接的な証拠を記録する機会を提供するが、第五の次元は直接観察することは困難である。 物理学者は、亜原子粒子の衝突は、四次元から脱出する重力子、またはブレーンを含む衝突の結果として新しい粒子を生成すると理論化し、五次元のバルクに漏れる。, M理論は、例えば、磁石を使用してテーブルからピンを持ち上げるときに見ることができるように、自然の他の基本的な力に対する重力の弱さを説明するでしょう—磁石は地球全体の重力の引きを簡単に克服することができます。
数学的アプローチは20世紀初頭に開発され、五次元を理論的な構成と見なしました。 これらの理論は、無限の数の量子状態を可能にするために無限の数の数学的次元を仮定する概念であるヒルベルト空間を参照している。, アインシュタイン、バーグマン、バーグマンは後に一般相対性理論の四次元時空を電磁気学を取り入れるために余分な物理的次元に拡張しようとしたが、失敗した。 1938年の論文では、アインシュタインとバーグマンは、遠距離でアインシュタイン-マクスウェル理論と一致する四次元理論が、すべての五次元において完全な対称性を持つ五次元理論から導かれるという現代的な視点を最初に導入した。, 彼らは、電磁気が五次元で”偏光”された重力場に起因することを示唆した。
アインシュタインとベルクマンの主な新規性は、計量テンソルと電磁ポテンシャルを組み合わせる言い訳ではなく、五次元を物理的な実体として真剣に考えることであった。 しかし、彼らはその後、その五次元対称性を破るために理論を修正し、反逆しました。, エドワード-ウィッテンによって示唆されたように、彼らの推論は、理論のより対称的なバージョンは、アインシュタインの一般相対性理論の基本的な修正を必要とするであろう質量とスカラーの両方であった新しい長距離場の存在を予測したということであった。 真空におけるミンコフスキー空間とマクスウェル方程式は、五次元リーマン曲率テンソルに埋め込むことができる。,
1993年、物理学者Gerard’t Hooftは、余分な次元に関する情報は、より少ない次元の時空の曲率として見えることを説明するホログラフィック原理を提唱した。 例えば、ホログラムは、観察者が移動するときに画像に曲率を与える二次元表面上に配置された三次元画像である。 同様に、一般相対性理論において、四次元は、移動する無限小（テスト）粒子の曲率経路として観測可能な三次元で現れる。, ‘T Hooftは、第五の次元は本当に時空のファブリックであると推測しています。
