Mye av den tidlige arbeidet på fem-dimensjonale rommet var i et forsøk på å utvikle en teori som forener de fire grunnleggende samspillet i naturen: sterk og svak kjernekraft krefter, gravitasjon og elektromagnetisme. Tysk matematiker Theodor Kaluza og den svenske fysikeren Oskar Klein uavhengig utviklet Kaluza–Klein teori i 1921, som brukte den femte dimensjon i å forene tyngdekraften med elektromagnetisk kraft. Selv om deres tilnærminger ble senere funnet å være minst delvis feilaktige begrepet gis et grunnlag for videre forskning det siste århundret.,
for Å forklare hvorfor denne dimensjonen ville ikke være direkte observerbare, Klein foreslått at den femte dimensjon ville være rullet opp i en liten, kompakt sløyfe på rekkefølgen av 10-33 cm. Under hans resonnement, han så for seg lys som en forstyrrelse forårsaket av perlende i den høyere dimensjon like bortenfor menneskelig persepsjon, ligner på hvordan fisk i en dam kan bare se skyggene av krusninger på overflaten av vannet forårsaket av regndråper. Mens det ikke kan påvises, vil det indirekte antyder en forbindelse mellom tilsynelatende urelaterte styrker., Den Kaluza–Klein teori opplevd en vekkelse i 1970-årene på grunn av fremveksten av superstring teori og supergravity: ideen om at virkeligheten består av vibrerende strenger av energi, et postulat bare matematisk levedyktig i ti mål eller mer. Superstring teori deretter utviklet seg til en mer generalisert tilnærming kjent som M-teori. M-teori foreslått en potensielt observerbare ekstra dimensjon i tillegg til de ti viktige dimensjoner som ville tillate for eksistensen av superstrings. Den andre 10 dimensjoner er komprimert, eller «rullet opp», til et stort under det subatomære nivået., Den Kaluza–Klein teori i dag blir sett på som essensielt er en gauge-teori, med måleren blir sirkelen gruppe.
Den femte dimensjon er vanskelig å direkte observere, selv om den Store Hadron Collider gir en mulighet til å spille inn indirekte bevis på sin eksistens. Teoretiserer fysikere at kollisjoner av subatomære partikler i sin tur produsere nye partikler som følge av kollisjon, inkludert et graviton som rømmer fra fjerde dimensjon, eller brane, lekker ut i en fem-dimensjonale bulk., M-teori ville forklare svakhet av tyngdekraften i forhold til de andre fundamentale kreftene i naturen, som kan sees, for eksempel når du bruker en magnet til å løfte en pin-kode av en tabell — magnet er i stand til å overvinne gravitasjonskraft på hele jorden med letthet.
Matematiske tilnærminger ble utviklet i begynnelsen av det 20. århundre som har sett den femte dimensjon som en teoretisk konstruksjon. Disse teoriene gjør referanse til Hilbert rom, et konsept som postulerer en uendelig rekke av matematiske mål å gi mulighet for et ubegrenset antall av kvantetilstander., Einstein, Bergmann og Bargmann senere prøvde å forlenge firedimensjonal romtid generell relativitetsteori til en ekstra fysisk dimensjon å innlemme elektromagnetisme, selv om de var mislykket. I sin 1938 papir, Einstein og Bergmann var blant de første til å introdusere moderne synspunkt at en fire-dimensjonale teorien, som sammenfaller med Einstein-Maxwell teori på lange avstander, er hentet fra en fem-dimensjonale teorien med full symmetri i alle fem dimensjoner., De foreslo at elektromagnetisme som følge av et gravitasjonsfelt som er «polarisert» i den femte dimensjon.
Den viktigste nyheten av Einstein og Bergmann var å seriøst vurdere den femte dimensjon som en fysisk enhet, snarere enn en unnskyldning for å kombinere den metriske tensoren og elektromagnetisk potensial. Men de så reneged, endre teorien til å bryte sin fem-dimensjonale symmetri., Deres resonnement, som foreslått av Edward Witten, var at mer symmetrisk versjon av teorien forutså eksistensen av en ny lang rekke felt, en som var både massless og skalar, noe som ville ha krevd en grunnleggende endring av Einsteins teori om generell relativitetsteori. Minkowski plass og Maxwell ‘ s ligninger i vakuum kan være innebygd i en fem-dimensjonale Riemann kurvatur tensoren.,
I 1993, fysikeren Gerard ‘t Hooft lagt frem holografiske prinsipp, som forklarer at informasjon om en ekstra dimensjon er synlig som en krumning i en romtid med ett færre dimensjon. For eksempel, hologrammer er tre-dimensjonale bilder plassert på en todimensjonal flate, som gir bildet en kurvatur når observatøren beveger seg. På samme måte, i generell relativitetsteori, den fjerde dimensjonen er manifestert i observerbare tre dimensjoner som krumning banen for å flytte uendelig liten størrelse (test) partikkel., ‘T Hooft har spekulert i at den femte dimensjon er virkelig romtid stoff.
