ממד (פיזיקה)

בפיזיקה, ממד הוא דרגת חופש של תנועה. כלומר, זהו מספר הכוונים העצמאיים שדרושים כדי לתאר מיקום.


קו ישר הוא בעל ממד אחד, כי יש לו דרגת חופש אחת בלבד. למישור יש שני ממדים. העולם שאנו מכירים הוא בעל שלושה ממדים מרחביים: אורך, רוחב וגובה. לפי תורת היחסות, מוסיפים גם את הזמן ומקבלים מרחב-זמן. מרחב-זמן הוא המונח לכל ארבעת הממדים יחד. נקודות במרחב-זמן נקראות מאורעות, אירועים עם מקום וזמן, ומתארים אותן על ידי רביעייה של קואורדינטות (t, x, y, z).


כמה תיאוריות מתמטיות מציעות שיש יותר מארבעה ממדים. למשל, נוסחאות מוקדמות של תורת המיתרים דיברו על עשר ממדים; נוסחאות מתקדמות יותר הציעו אחד־עשר ממדים. על פי רעיון זה, הממדים הנוספים "קומפקטיים", כלומר מקופלים וקטנים מאוד, ולכן לא נראים בניסוי רגיל. ההנחה היא שרק הכבידה יכולה להרגיש ממדים כאלה, משום שהגרביטון, החלקיק שמעביר את כוח הכבידה, יכול "לגלוש" אל הממדים הנוספים. חלקיקים אחרים וכוחות נראים כבולים לארבעת הממדים שאנו חווים.

הוצעו גם מודלים אחרים, לדוגמה המודל של ארקאני-חאמד, דימופולוס ודבלי, שבו יש חמישה ממדים והחמישי מתנהג אחרת. כל הרעיונות האלה נשארו עד כה תאורטיים. ניסויים עד היום לא אישרו קיומם של ממדים נוספים.

ממד אומר כמה דרכים אפשר לנוע. דרגת חופש היא הכמות הזו.


קו ישר הוא ממד אחד. מישור הוא שני ממדים. העולם שאנו חיים בו יש בו שלושה ממדים: אורך, רוחב וגובה. מדענים מוסיפים את הזמן ומדברים על מרחב-זמן. מרחב-זמן הוא מקום וזמן ביחד. נקודה במרחב-זמן קוראים לה מאורע. מאורע מראה מקום וזמן יחד.


יש רעיונות שאומרים שיש יותר מממדים. תורת המיתרים דיברה על 10 ואז 11 ממדים. הממדים הנוספים עשויים להיות קטנים מאוד ומקופלים, לכן לא רואים אותם. רק הכבידה אולי יכולה להרגיש אותם. עד עכשיו לא מצאו הוכחה לניסויים.