Manusia mengalami realitas sehari-hari dalam empat dimensi: tiga dimensi fisik dan waktu. Menurut teori relativitas Albert Einstein, waktu sebenarnya adalah dimensi fisik keempat, dengan karakteristik terukur yang mirip dengan tiga lainnya. Bidang studi yang sedang berlangsung dalam fisika adalah upaya untuk menjelaskan relativitas dan teori kuantum, yang mengatur realitas pada skala yang sangat kecil. Beberapa usulan di bidang ini menyarankan adanya ruang multidimensi. Dengan kata lain, mungkin ada dimensi fisik tambahan yang tidak dapat dirasakan manusia.
Ilmu pengetahuan seputar ruang multidimensi begitu mencengangkan sehingga bahkan fisikawan yang mempelajarinya tidak sepenuhnya memahaminya. Mungkin bermanfaat untuk memulai dengan tiga dimensi yang dapat diamati, yang sesuai dengan tinggi, lebar, dan panjang objek fisik. Einstein, dalam karyanya tentang relativitas umum di awal abad ke-20, menunjukkan bahwa waktu juga merupakan dimensi fisik. Ini hanya dapat diamati dalam kondisi ekstrim; misalnya, gravitasi yang sangat besar dari sebuah benda planet sebenarnya dapat memperlambat waktu di sekitarnya. Model baru alam semesta yang diciptakan oleh teori ini dikenal sebagai ruang-waktu.
Sejak era Einstein, para ilmuwan telah menemukan banyak rahasia alam semesta, tetapi tidak hampir semuanya. Bidang studi utama, mekanika kuantum, dikhususkan untuk mempelajari partikel terkecil dari materi dan bagaimana mereka berinteraksi. Partikel-partikel ini berperilaku dengan cara yang sangat berbeda dari materi realitas yang dapat diamati. Fisikawan John Wheeler dilaporkan pernah berkata, “Jika Anda tidak sepenuhnya bingung dengan mekanika kuantum, Anda tidak memahaminya.” Telah dikemukakan bahwa ruang multidimensi dapat menjelaskan perilaku aneh partikel-partikel elementer ini.
Selama sebagian besar abad ke-20 dan ke-21, fisikawan telah mencoba mendamaikan penemuan Einstein dengan penemuan fisika kuantum. Diyakini bahwa teori semacam itu akan menjelaskan banyak hal yang masih belum diketahui tentang alam semesta, termasuk gaya-gaya yang kurang dipahami seperti gravitasi. Salah satu pesaing utama untuk teori ini dikenal sebagai teori superstring, supersimetri, atau teori-M. Teori ini, sementara menjelaskan banyak aspek mekanika kuantum, hanya bisa benar jika realitas memiliki 10, 11, atau sebanyak 26 dimensi. Dengan demikian, banyak fisikawan percaya bahwa ruang multidimensi itu mungkin.
Dimensi ekstra dari ruang multi-dimensi ini akan ada di luar kemampuan manusia untuk mengamatinya. Beberapa ilmuwan menyarankan mereka dilipat atau digulung menjadi tiga dimensi yang dapat diamati sedemikian rupa sehingga mereka tidak dapat dilihat dengan metode biasa. Para ilmuwan berharap efeknya dapat didokumentasikan dengan mengamati bagaimana partikel elementer berperilaku ketika mereka bertabrakan. Banyak eksperimen di laboratorium akselerator partikel dunia, seperti CERN di Eropa, dilakukan untuk mencari bukti ini. Teori lain mengklaim untuk mendamaikan relativitas dan mekanika kuantum tanpa memerlukan keberadaan ruang multidimensi; teori mana yang benar masih harus dilihat.