Сколько измерений пространства существует: Сколько измерений у нашего мира? — 22 Августа 2016 – Земля

Содержание

Сколько измерений у нашего мира? — 22 Августа 2016 – Земля

Стандартная научная концепция утверждает, что мы живем в трехмерном мире, имеющем длину, ширину и высоту. Иногда к трем измерениям добавляется четвертое — время… Между тем, существуют самые разнообразные теории, «добавляющие» мирозданию измерений. Только их авторами являются в основном не ученые, а авторы фантастических книг и фильмов.

Этот термин придуман писателем Сэмюэлем Дилэни. Он обратил внимание на то, что во многих фантастических произведениях герои покидают свой «родной» мир и оказываются в другом измерении.

Дилэни предположил, что парапространство может реально существовать. При этом оно оказывает влияние на наш мир. Когда мы испытываем «потусторонние» ощущения, видим или слышим что-то, что не существует в нашей реальности, это могут быть отголоски «парапространства», проще говоря — параллельного мира. Хотя, возможно, оно находится и внутри нашего измерения…

Флатландия

Это мир, состоящий всего из двух измерений, описанный в 1884 году министром и ученым Эдвином Эбботтом в написанной им книге. Ее главный персонаж — квадратик. В мире, где он обитает, чем больше у индивида граней и углов, тем выше его социальный статус.

В плоском мире нет Солнца и звезд. Раз в тысячелетие во Флатландию попадает кто-то из обитателей трехмерного мира. Но жители Флатландии не готовы поверить в существование третьего измерения… Впрочем произведение Эбботта представляет собой скорее сатиру на викторианскую Англию, чем научно-фантастический роман.

«Супер-Саргассово море»

Оно описано известным писателем и исследователем паранормальных явлений Чарльзом Фортом. Он утверждает, что существует «особое» измерение, где оказываются все вещи, пропадающие в нашем мире. Иногда они могут оттуда «возвращаться» и тогда снова появляются… Именно таким образом можно объяснить феномен дождей из животных и неодушевленных предметов, которые имеют место в разных концах земного шара. Кстати, изучив их географию, Форт пришел к выводу, что «Супер-Саргассово море» тянется от Великобритании до Индии.

L-пространство

Этот термин введен писателем Терри Пратчеттом. L-пространство — это особое измерение, представляющее собой библиотеку. Но не в обычном смысле, а в смысле глобального информационного поля. Там можно найти любые книги, которые когда-либо были написаны, которые будут написаны, и, наконец, те, которые были только задуманы, но так и не написаны… Некоторые книги могут быть опасны, поэтому в L-пространстве необходимо соблюдать определенные правила… Во все правила посвящены только старшие библиотекари.

Гиперпространство

Этот термин используется во многих произведениях научной фантастики. Он означает что-то вроде тоннеля, по которому можно путешествовать в другие измерения быстрее скорости света.

Впервые идея, пожалуй, была высказана еще в 1634 году Иоганном Кеплером в книге «Somnium». Ее персонажи должны попасть на остров, расположенный в 80 тысячах километров над землей. Открыть путь туда могут только демоны, которые с помощью опиума погружают путников в сон, а затем переносят их в место назначения, используя подвластную им силу ускорения.

Карманы Вселенной

Физик из Массачусетского технологического института Алан Гут выдвинул гипотезу космической инфляции. Одна из ее основных идей состоит в том, что наша Вселенная постоянно расширяется и по мере расширения порождает все большее число пространственно-временных «карманов» — автономных вселенных, для каждой из которых действуют собственные физические законы.

Теория десяти измерений

Согласно этой теории, которую также называют теорией суперструн, измерений не три или четыре, а гораздо больше. Как минимум десять. Все они могут влиять на наш мир, хотя мы не видим и по большей части не воспринимаем их.

Пятое измерение существует как бы параллельно с нашим, это то, что мы называем «параллельным миром». Шестое — это плоскость, на которой существуют все вселенные, подобные нашей. Седьмое — это миры, которые возникли при условиях, существенно отличных от наших.

Восьмое — это измерение, где «хранятся» бесконечные истории миров, находящихся в седьмом измерении. В девятом расположены миры, чьи физические законы отличаются от наших. Наконец, десятое измерение содержит все это вместе взятое. Так что более десяти измерений человеческий разум представить себе просто не в состоянии…

Порядок вывода комментариев:
По умолчаниюСначала новыеСначала старые

10 измерений Вселенной, объясняющих ее устройство | Futurist


Автор: Екатерина Бруй | 
7 февраля 2016, 14:26


Когда кто-то говорит о «разных измерениях», мы почему-то сразу начинаем думать о параллельных вселенных – альтернативных реальностях, существующих параллельно нашей, в которых все устроено по-другому. Однако реальность измерений и роли, которую они играют в организации нашей Вселенной, заставляет отойти от такого подхода и задуматься об измерениях внутри одной Вселенной, а не совокупности параллельных.

В действительности измерения — это разные грани того, что мы понимаем под реальностью и как мы ее воспринимаем. С детства мы знакомы с тремя измерениями, которые окружают нас — это то, что мы называем длиной, шириной и глубиной. В школе мы называли это осями X, Y и Z. Ученые предполагают, что помимо этих трех видимых измерений, есть и другие. Так, согласно теории суперструн, Вселенная существует в десяти различных измерениях, которые определяют саму Вселенную, фундаментальные силы природы и все элементарные частицы в ней.

Три видимых измерения

Итак, три измерения, которые мы можем воспринимать, это те самые оси X, Y и Z. Первое измерение – это ось X, длина. Объект, существующий только в одном измерении – это прямая линия. Если добавить к этому второе измерение – ось Y, ширину – то получится уже двухмерное изображение, например, квадрат или прямоугольник. И, наконец, третье измерение – ось Z, глубина – делает объект объемным. Так, квадрат становится кубом, а прямоугольник – параллелепипедом. Они существуют в трех измерениях, у них есть ширина, длина и глубина, что делает их объемными.

Помимо этих трех измерений выделяют еще семь, которые не так легко сразу назвать и которые мы не воспринимает так же легко, как первые три. Но они все оказывают прямое воздействие на Вселенную и делают реальность такой, какой мы ее знаем.

Время как одно из измерений

Четвертым измерением ученые считают время. Это еще одно измерение, которые мы умеем воспринимать, просто не всем приходит в голову считать время измерением. В совокупности с тремя другими измерениями знание положения объекта во времени позволяет определить его положение во Вселенной.

Остальные шесть измерений гораздо сложнее поддаются восприятию, и даже далеко не всем ученым они подвластны. Тем не менее, давайте попробуем разобраться.

Шесть дополнительных измерений

В соответствии с теорией суперструн, пятое и шестое измерение возникают там же, где и возможные другие миры. Если бы мы могли воспринять пятое измерение, мы бы увидели мир, который немного отличается от нашего, и смогли бы оценить сходства и различия между ними.

В шестом измерении мы бы увидели уже целую совокупность возможных миров, и смогли бы расположить на открывшейся плоскости все Вселенные, которые зародились так же, как и наша, с Большого Взрыва. Теоретически, овладев пятым и шестым измерениями, человек мог бы путешествовать во времени, в том числе выбрать другое будущее.

В седьмом измерении мы получаем доступ к возможным мирам, которые начались с другими начальными условиями. Если на предыдущих двух уровнях Вселенные начинались с Большого взрыва, а затем развивались по-разному, то в новом измерении отличаются и изначальные условия. В восьмом измерении появляется еще одна плоскость всех возможных историй развития Вселенной, каждая из которых начинается с разных начальных условий и разветвляется бесконечным числом возможных способов.

Наконец, в девятом измерении появляется возможность сопоставить все эти сценарии Вселенной, с разными начальными условиями и разными путями дальнейшего развития. Десятое измерение – это точка, в которой мы можем охватить все возможное и вообразимое. За пределами этого финального измерения мы не можем представить ничего, это граница того, что мы можем постичь в различных измерениях.

Эти шесть дополнительных измерений (с пятого по десятое), которые мы ощущаем и не постигаем в обычной жизни, согласно теории струн, объясняют фундаментальные природные взаимодействия. То, что мы можем воспринимать только три измерения (те самые оси X, Y, Z и время), говорит о том, что либо все остальные измерения очень компактны и представлены в мельчайшем масштабе, либо мир существует в трехмерном подмногообразии соответствующем бране, где все известные частицы будут ограничены. Брана в теории струн – это фундаментальный многомерный физический объект такой размерности меньшей размерности пространства, где он находится. Если дополнительные измерения компактны, то они, скорее всего, представлены в форме многообразия Калаби-Яу (см. изображение).

Теория струн, как и другие претенденты на то, чтобы объяснить, как устроен мир, предлагает примирить физику элементарных частиц с существованием гравитации. Это попытка объяснить, как взаимодействуют силы в нашей Вселенной и как могут быть устроены другие существующие или возможные Вселенные. И для этого нужно предположить существование десяти измерений.

Наши органы чувств не замечают эти измерения, но они могли определять формирование Вселенной еще с самого начала ее возникновения. Ученые считают, что если бы они могли посмотреть назад во времени и с помощью телескопов, они бы увидели свет ранней Вселенной, испущенный миллиарды лет назад, и узнали, как эти дополнительные измерения могли повлиять на эволюцию космоса.

Оригинал статьи

Понравилась статья?

Поделись с друзьями!

  Поделиться 0
  Поделиться 0
  Твитнуть 0

Подпишись на еженедельную рассылку

Сколько измерений у пространства? | Наука | Общество

a[style] {position:fixed !important;}
]]]]]]]]]]>]]]]]]]]>]]]]]]>]]]]>]]>

aif.ru

Федеральный АиФ

aif. ru

Федеральный АиФ

  • ФЕДЕРАЛЬНЫЙ
  • САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
  • Адыгея
  • Архангельск
  • Барнаул
  • Беларусь
  • Белгород
  • Брянск
  • Бурятия
  • Владивосток
  • Владимир
  • Волгоград
  • Вологда
  • Воронеж
  • Дагестан
  • Иваново
  • Иркутск
  • Казань
  • Казахстан
  • Калининград
  • Калуга
  • Камчатка
  • Карелия
  • Киров
  • Кострома
  • Коми
  • Краснодар
  • Красноярск
  • Крым
  • Кузбасс
  • Кыргызстан
  • Мурманск
  • Нижний Новгород
  • Новосибирск
  • Омск
  • Оренбург
  • Пенза
  • Пермь
  • Псков
  • Ростов-на-Дону
  • Рязань
  • Самара
  • Саратов
  • Смоленск
  • Ставрополь
  • Тверь
  • Томск
  • Тула
  • Тюмень
  • Удмуртия
  • Украина
  • Ульяновск
  • Урал
  • Уфа
  • Хабаровск
  • Чебоксары
  • Челябинск
  • Черноземье
  • Чита
  • Югра
  • Якутия
  • Ямал
  • Ярославль
  • Спецпроекты

    • 75 лет атомной промышленности

    • 75 лет Победы

      • Битва за жизнь

      • Союз нерушимый

      • Дневники памяти

      • Лица Победы

      • Накануне

    • Герои страны

    • Герои нашего времени

    • Выбор читателей АиФ 2020

    • Asus. Тонкость и легкость

    • Мягкое решение деликатной проблемы

    • Рак легкого — не приговор

    • Красота без шрамов

    • Клиника «Медицина»

    • АнтиСПИД

    • Как справиться с грибком ногтей

    • Деньги: переводить мгновенно и бесплатно

    • Инновационный ультрабук ASUS

    • Как быстро найти работу?

    • Память в металле

    • Здоровый образ жизни – это…

    • Московская промышленность — фронту

    • Почта в кармане

    • Путешествие в будущее

    • GoStudy. Образование в Чехии

    • Безопасные сделки с недвижимостью

    • Перепись населения. Слушай, узнавай!

    • Новогодний миллиард в Русском лото

    • Рыба: до прилавка кратчайшим путем

    • «Кванториада» — 2019

    • Югра: нацпроекты по заказу

    • Выбор банковских продуктов

    • Работа мечты

    • МГУ — флагман образования

    • 100 фактов о Казахстане

    • Ремонт подъездов в Москве

    • Panasonic: теплицы будущего

    • Рейтинг лучших банковских продуктов

    • Лечим кашель

    • Югра удивляет

    • Возвращение иваси

    • Детская книга войны

    • Как читать Пикассо

    • Жизнь Исаака Левитана в картинах

    • Учиться в интернете

    • Пробная перепись населения–2018

    • «Летящей» походкой

    • Реновация в Москве

    • «АиФ. Доброе сердце»

    • АиФ. Космос

    • Сделай занятия эффективнее

    • Фотоконкурс «Эльдорадо»

    • Яркие моменты футбола

    • Вся правда о гомеопатии

    • Леди выбирают

    • Москва Высоцкого

    • Пресс-центр

    • Октябрь 1917-го. Буря над Россией

    • Война на Украине

      • Война на Украине онлайн

      • Репортаж

      • Прогнозы и перспективы

      • Оценки

      • Война на Украине в вопросах

    • Письма на фронт

    • Алло, цивилизация

    • Тестируй все от LG

    • Ад Беслана. Взгляд изнутри

    • Твои документы!

    • Острый угол

      • Дороги

      • Коррупция

      • ЖКХ

      • Здоровье

      • Энергетика

      • СХ

      • Строительство

      • Преступность

      • Образование

      • Промышленность

      • Миграция

      • Туризм

      • Спорт

    • Все спецпроекты

  • Все о коронавирусе

  • Мой район

    • Академический

    • Внуково

    • Гагаринский

    • Дорогомилово

    • Зюзино

    • Коньково

    • Котловка

    • Крылатское

    • Кунцево

    • Куркино

    • Ломоносовский

    • Митино

    • Можайский

    • Ново-Переделкино

    • Обручевский

    • Очаково-Матвеевское

    • Покровское-Стрешнево

    • Проспект Вернадского

    • Раменки

    • Северное Бутово

    • Северное Тушино

    • Солнцево

    • Строгино

    • Теплый стан

    • Тропарево-Никулино

    • Филевский парк

    • Фили-Давыдково

    • Хорошёво-Мнёвники

    • Черемушки

    • Щукино

    • Южное Бутово

    • Южное Тушино

    • Ясенево

  • Изменения в Конституцию

  • Антивирус

  • Казахстан сегодня

  • Общество

    • 75 лет Победе

    • Просто о сложном

    • Сеть

    • Наука

    • Здравоохранение

    • Армия

    • Безопасность

    • Образование

    • Право

    • Конкурс «Регионы России»

    • Арктика — территория развития

    • Экология

    • МЧС России

    • Мусора. нет

    • Агроновости

    • История

    • Люди

    • Религия

    • Общественный транспорт

    • СМИ

    • Природа

    • Туризм

    • Благотворительность

    • Социальное страхование

    • Измени одну жизнь

    • Галереи

    • Мнение

  • Происшествия

  • Политика

    • В России

    • Московские выборы

    • В мире

    • Итоги пятилетки. Курская область

    • Выборы в Приднестровье

    • Галереи

    • Мнения

  • Деньги

    • Экономика

    • Коррупция

    • Карьера и бизнес

    • Личные деньги

    • Компании

    • Рынок

  • Москва

  • Здоровье школьника

    • На страже зрения

    • Гигиена зрения

    • Защита иммунитета

Сколько измерений существует во Вселенной?

Будет ли когда-нибудь объяснение или визуальное представление более высоких измерений, которые действительно удовлетворят человеческий разум?

 

 

Автор: Ab-News   

 

 

  Дата 10. 12.2018

 

 

         

 

CC0 Creative Commons    

Чтобы разобраться в том, что такое измерения – нужно понять, что это просто разные грани того, что мы воспринимаем как реальность. Мы легко осознаем три измерения, которые нас окружают ежедневно – те, которые определяют длину, ширину и глубину всех объектов в нашем мире (оси x, y и z соответственно).

С точки зрения математика, если создать список правильных, симметричных геометрических фигур с перпендикулярными сторонами, то у квадрата мы получим четыре линейных ребра. Куб имеют шесть квадратных сторон. Путем экстраполяции гиперкуб имеет восемь кубических сторон. Продолжая шаблон, можно понять, что он может продолжаться бесконечно.

Настает очередь физика. Он смотрит на звезды и тщательно записывает их поведение. Физик определяет, что они притягивают друг друга через гравитацию, которая уменьшается как квадрат их взаимных расстояний – признак, по его мнению, трех измерений.

Однако, как только он выведет уравнение того, как их свет движется в пространстве, он обнаружит, что его лучше всего выразить в четырех измерениях. Затем, после долгих раздумий, он пытается придумать способы описать гравитацию и свет в общей теории, которая, кажется, требует как минимум десяти измерений.

Давайте посмотрим, как физики пришли к таким выводам.

В 1917 году австрийский физик Пол Эренфест написал статью, заставляющую задуматься: «Как в фундаментальных законах физики проявляется, что пространство имеет три измерения?». В статье он перечислил доказательства того, что три измерения идеально подходят для описания нашего мира.

Он отметил, например, что стабильные орбиты планет в солнечной системе и стационарные состояния электронов в атомах требуют обратных законов силы. Например, если гравитация уменьшалась бы с кубом вместо квадрата расстояния от Солнца, то планеты не следовали бы по устойчивым эллиптическим орбитам.

Давайте подумаем, что означает закон обратных квадратов. Представьте себе пузырь, который примерно охватывает орбиту планеты. Сила гравитационного поля Солнца на этом расстоянии уменьшается по площади поверхности пузыря.

Площадь поверхности пропорциональна квадрату радиального расстояния, что объясняет, почему гравитация уменьшается этим фактором.

Поскольку пузырь, включая его внутреннюю часть, является трехмерным, само пространство должно быть таким же. Короче говоря, тот факт, что гравитация уменьшается с квадратом расстояния – величиной площади поверхности пузыря – подразумевает трехмерность.

 

 

 

 

Вселенная – это не просто космос. Как продемонстрировал русско-немецкий математик Герман Минковский, специальная теория относительности Эйнштейна, постулированная для объяснения того, как свет движется с постоянной скоростью относительно всех наблюдателей, может быть наилучшим образом выражена в четырех измерениях.

Вместо того, чтобы рассматривать пространство и время независимо, он предложил единое видение пространства-времени. В своей общей теории относительности Эйнштейн использовал эту концепцию и описал гравитацию, используя динамическую четырехмерную модель.

Свет проистекает из электромагнитных взаимодействий, одной из четырех природных сил. В течение многих десятилетий физики искали способы объединить эту силу с другими – сильную ядерную силу, слабую ядерную силу и, что самое важное, гравитацию – чтобы создать единую, изящную теорию фундаментальных сил.

Две из самых ранних схем (до того, как были определены сильные и слабые ядерные силы) были независимо разработаны немецким математиком Теодором Калузой и шведским физиком Оскаром Кляйном. Хотя теперь мы знаем, что их подходы были неточными, каждый предлагал объединить электромагнетизм и гравитацию путем расширения общей теории относительности на дополнительное измерение.

Вклад Кляйна лучше всего касался вопроса о том, почему такое пятое измерение не будет наблюдаться, что согласуется с выводом Эренфеста о том, что пространство кажется трехмерным. В идее, известной как компактификация, Кляйн предполагал, что более высокое измерение будет свернуто в крошечную, компактную петлю размером порядка 10-33 сантиметров.

Современники Кляйна в конце 1920-х годов, формируя основы квантовой механики, решили исследовать возможность внутренних (относящихся к абстрактному, математическому пространству) измерений, а не физических, которые дополняют пространство-время.

Они разработали свои теории в гильбертовом пространстве, математической конструкции, которая использует бесконечное число математических измерений, чтобы учесть неопределенно большой ассортимент квантовых состояний.

Помимо Эйнштейна и его помощников Питера Бергмана и Валентина Баргманна, немногие физики исследовали понятие невидимых дополнительных измерений в физической вселенной. (В конце 1930-х и начале 40-х годов Эйнштейн, Бергманн и Баргманн безуспешно пытались расширить четырехмерное пространство-время общей теории относительности на дополнительное физическое измерение, включив в него электромагнетизм. )

В 1970-х и 1980-х годах теория Калузы-Кляйна пережила возрождение благодаря появлению теории суперструн и супергравитации: идеи о том, что фундаментальными компонентами природы являются вибрирующие нити энергии.

Математически теория суперструн оказалась жизнеспособной только в десяти и более измерениях. Следовательно, исследователи начали обдумывать способы компактизации дополнительных шести или более измерений.

Теория суперструн превратилась в 1990-х годах в более общий подход, называемый М-теорией, который включал в себя энергетические мембраны, прозванные «бранами», а также струны. М-теория включала в себя возможность большого дополнительного измерения, дополняя десять основных измерений, в которых могли бы существовать суперструны. «Большой» в этом контексте означает «потенциально наблюдаемый», а не крошечный и компактный.

Вскоре исследователи осознали, что большое дополнительное измерение потенциально может решить загадку, называемую проблемой иерархии. Эта дилемма включает в себя поразительную слабость гравитации по сравнению с другими силами природы, такими как электромагнетизм.

Простой эксперимент иллюстрирует этот дисбаланс. Возьмите обычный кухонный магнитик и посмотрите, как его притяжение подавляет гравитационное притяжение всей земли.

В сценарии «мира бран», впервые предложенном физиками Нимой Аркани-Хамед, Савасом Димопулосом и Гией Двали, а затем разработанной Лизой Рэндалл, Раманом Сундрумом и другими, реальность состоит из двух бран, разделенных многомерным промежутком, называемым массой, в конфигурации, похожей на Большой Каньон.

Как робкие туристы, сидящие на краю каньона, большинство частиц цепляются за одну из бран. Следовательно, знакомый физический мир находится там. Настойчивые путешественники, которые являются гравитонами, носителями гравитации, получают исключение и могут исследовать большую часть между ними. Поскольку гравитоны проводят гораздо меньше времени, взаимодействуя с нашей знакомой браной, гравитация кажется намного слабее, чем другие силы.

Исходная гипотеза предсказывала, что при измерении в мелких масштабах гравитация должна слегка отклоняться от идеального отношения расстояния в квадрате. Однако точные эксперименты с торсионным балансом, наложили строгие ограничения на такое расхождение вплоть до мельчайших уровней. Тем не менее, идея дополнительных измерений продолжает процветать в различных предложениях по объединению природных сил.

Итак, некоторые ученые считают, что помимо трех видимых измерений их может быть гораздо больше. Фактически, теоретическая основа теории суперструн утверждает, что вселенная существует в 10 различных измерениях. Эти различные аспекты – то, что управляет вселенной, фундаментальными силами природы и всеми элементарными частицами, содержащимися внутри.

Первое измерение, как уже отмечалось, – это то, что дает объекту длину (то есть ось X, нулевое измерения – это точка). Хорошее описание одномерного объекта – это прямая линия, которая существует только с точки зрения длины и не имеет других заметных качеств.

Добавьте к этому второе измерение, высоту (то есть, ось Y), и вы получите объект, который становится двухмерной формой (например, квадрат или круг).

 

“Разумный Квадрат”, обитающий в таком двумерном мире, будет описывать свой мир как плоскость, населенную линиями, кругами, квадратами, треугольниками и пятиугольниками. Будучи двумерными, жители такой страны (“Флатландии“), выглядят как линии по отношению друг к другу. Они различают форму друг друга, касаясь и наблюдая, как линии изменяются по длине, когда жители перемещаются друг вокруг друга.

Третье измерение включает в себя глубину (то есть ось Z), и оно дает всем объектам ощущение площади и поперечного сечения. Прекрасным примером этого является куб, который существует в трех измерениях и имеет длину, ширину, глубину и, следовательно, также объем.

Представьте, что однажды перед Квадратом появиться Сфера. Для Квадрата, который может видеть только часть Сферы, перед ним фигура двухмерного круга. Сфера посетила Квадрат, намереваясь заставить Квадрат понять трехмерный мир, которому она, Сфера, принадлежит.

Она объясняет понятия «выше» и «ниже», которые квадрат смешивает с понятиями «вперед» и «назад». Когда Сфера проходит через плоскость Флэтленда, чтобы показать, как она может двигаться в трех измерениях, Квадрат видит только то, что линия, которую он наблюдал, становится все короче и короче, а затем исчезает. Независимо от того, что Сфера говорит или делает, Квадрат не может постичь пространство, отличное от двумерного мира, который он знает.

Только после того, как Сфера вытаскивает Квадрат из своего двумерного мира в мир 3D-космоса, он наконец понимает концепцию трех измерений. С этой новой точки зрения, он может видеть площадь с высоты птичьего полета, а также может видеть формы своих собратьев (в том числе, впервые, их внутренности).

Вооруженный этим новым пониманием, Квадрат представляет себе возможность четвертого измерения. Он даже зашел так далеко, что предположил, что не может быть никаких ограничений на количество пространственных измерений.

Пытаясь убедить Сферу в этой возможности, Квадрат использует ту же логику, что и Сфера, используемую для аргументации существования трех измерений. Сфера, ныне близорукая, не может этого понять и не принимает аргументов Квадрата – так же, как большинство из нас, «сфер», не понимают идею дополнительных измерений.

Нам трудно принять эту идею, потому что, когда мы пытаемся представить себе хотя бы одно дополнительное пространственное измерение – гораздо меньше шести или семи, мы ударяемся о кирпичную стену. Нет выхода за пределы этого, наш мозг не может этого понять.

Давайте представим, например, что вы находитесь в центре полой сферы. Расстояние между вами и каждой точкой на поверхности сферы одинаково. Теперь попробуйте двигаться в таком направлении, которое позволяет отойти от всех точек на поверхности сферы при сохранении равноудаленности от всех точек. Вы не сможете этого сделать. Вам просто некуда будет идти.

У Квадрата в плоской стране Флатландии были бы те же проблемы, если бы он был в середине круга. Он не может находиться в центре круга и двигаться в направлении, которое позволяет ему оставаться на равном расстоянии от каждой точки окружности, если он не будет перемещается в третье измерение. Увы, у нас нет четырехмерного эквивалента трехмерной сферы, тем не менее, попробуем представить другие измерения.

Куб в четырех измерениях – тессеракт

Ученые полагают, что четвертое непространственное измерение – это время, которое определяет свойства всех известных объектов в любой заданной точке. Наряду с тремя другими пространственными измерениями, знание положения объекта во времени необходимо для построения его положения во вселенной.

Другие измерения – это те, где более глубокие возможности вступают в игру, и объяснение их становится особенно сложными для физиков.

Согласно теории струн, в пятом и шестом измерениях возникает понятие возможных миров.

Если бы мы смогли дойти до пятого измерения, то мы бы увидели мир, отличающийся от нашего, который дал бы нам возможность измерить сходство и различия между нашим миром и другими возможными мирами.

В шестом, мы бы увидели плоскость возможных миров, где мы могли бы сравнить и расположить все возможные вселенные, которые начинаются с теми же начальными условиями, что и наша (т. е. с большого взрыва).

Теоретически, если бы мы могли освоить пятое и шестое измерения, мы могли бы путешествовать во времени в прошлое или перемещаться в будущее, в том числе и в другое будущее.

В седьмом измерении появляется доступ к возможным мирам, которые начинаются с разных начальных условий. Если в пятом и шестом измерениях начальные условия были одинаковыми, а последующие действия были разными, то здесь все отличается с самого начала времен.

Восьмое измерение снова дает нам план таких возможных вселенских историй, каждая из которых начинается с разных начальных условий и разветвляется бесконечно (именно поэтому они называются бесконечностями).

В девятом измерении мы можем сравнить все возможные истории вселенной, начиная со всех возможных законов физики и начальных условий.

В десятом и последнем измерении мы достигаем точки, в которой охватывается все возможное и мыслимое.

 

 

Помимо этого, мы, простые смертные, не можем представить себе ничего, что делает это естественным ограничением того, что мы можем представить в терминах измерений.

Существование этих дополнительных шести измерений, согласно теории струн, объясняют фундаментальные природные взаимодействия. Тот факт, что мы можем воспринимать только четыре измерения пространства, можно объяснить одним из двух механизмов:

Дополнительные размеры компактифицированы в очень небольших масштабах микрокосмоса.
Наш мир может жить в трехмерном подмногообразии, соответствующем бране, на которой будут ограничены все известные частицы, кроме гравитации.

В теории струн и связанных с ней теориях, таких как теория супергравитации, брана – это объект, который обобщает понятие точечной частицы на более высокие измерения.

Браны – это динамические объекты, которые могут распространяться в пространстве-времени в соответствии с правилами квантовой механики. Они имеют массу и могут иметь другие атрибуты, такие как заряд.

Если дополнительные размеры компактифицированы, то дополнительные шесть измерений должны быть в форме многообразия Калаби–Яу*. Хотя это и незаметно для наших чувств, они бы управляли формированием Вселенной с самого начала.

Вот почему ученые считают, что вглядываясь назад во времени, используя телескопы, чтобы обнаружить свет из ранней вселенной (т. е. свет, излученный миллиарды лет назад), они могли бы увидеть, как существование этих дополнительных измерений могло повлиять на эволюцию космоса.

Если теория суперструн окажется верной, идея мира, состоящего из 10 или более измерений, – это то, с чем нам нужно будет смириться. Но будет ли когда-нибудь объяснение или визуальное представление более высоких измерений, которые действительно удовлетворят человеческий разум?

Ответ на этот вопрос пока может быть только такой – нет, такого объяснения не будет. Только если какая-то четырехмерная форма жизни не вытащит нас из нашего трехмерного пространства и не даст нам представление о мире с его точки зрения.


*В алгебраической геометрии многообразие Калаби – Яу, также известное как пространство Калаби – Яу, – это особый тип многообразия, обладающий такими свойствами, как плоскость Риччи, что дает применение в теоретической физике. В частности, в теории суперструн иногда предполагают, что дополнительные измерения пространства-времени принимают форму 6-мерного многообразия Калаби – Яу, что привело к идее зеркальной симметрии.

 

 

Двумерный срез шестимерного многообразия Калаби-Яу

Источник: https://en.wikiyy.com

 https://ab-news.ru/2018/12/10/skolko-izmereniy-sushhestvuet-vo-vselennoy/

Сколько измерений во Вселенной? | Фэн-шуй и непознанное

АУМ отвечает принятым аналогам красоты и гармонии и охватывает наибольшее количество существующих философских, религиозных и эзотерических теорий. Её автор, известный учёный Михаил Михайлович Некрасов, предлагает применить на практике эту систему для телесного и духовного оздоровления Человека и развития его природных психических сил.

Существуют различные математические теории, описывающие многомерные пространства и их свойства. Результаты современных работ в атомной физике заставили учёных задуматься о реальном существовании многомерных пространств, наполненных различными формами сознательной жизни, которые отражаются в психике человека и, наоборот, душевная жизнь человека отражена в том или ином мире.

В нашем физическом мире для измерения тел в пространстве мы пользуемся тремя статическими координатами (длина, ширина, высота) и одной динамической координатой времени. Простейшая физическая формула V = S/t показывает, что движение (скорость V) порождает пространство (S) и время (t). При полном покое (V = 0) исчезает время и пространство (S/t = 0).

Значит, причиной порождения пространства и времени является движение и связанные с ним изменения: рост, преобразование, становление. Кроме механического движения, существуют биологическое (рождение, созревание, умирание), интеллектуальное, интуитивное, волевое и другие виды утончённых движений, которые образуют определённую иерархическую цепь.

В эволюции Земли механические формы движения предшествовали биологическим формам жизни, а последние провели к появлению интеллекта. Дальнейшая цепочка эволюции форм жизненных движений такова: интеллект — реализационная воля — интуиция — мудрость — любовь. Эту цепочку человечеству ещё предстоит пройти. Каждое из этих душевных движений (рост, преобразование, становление) порождает своё время и своё пространство (V = S/t).

Отсюда вытекает следующее: сколько качественно различных душевных проявлений в человеке, столько же и различных Миров. Эти утончённые формы движения являются пространственно-временными координатами многомерных миров.

В нашем мире трёх измерений пространства все виды механических и биологических движений отражаются на временной координате, которая в мире четырёх измерений пространства (интеллектуальном мире) становится статической. Само понятие времени изменяется. Это значит, если у человека интеллектуальные способности не прогрессируют, то существа четырёхмерного мира видят этого человека как нечто неподвижное.

В мире пяти измерений время порождается ростом реализационной воли, а «неподвижными» становятся интеллектуальные движения и так далее. Каждое измерение порождает время со своими характеристиками, поэтому в различных мирах время течёт по-разному.

По информационному каналу получена примерная разница восприятия времени в различных пространствах. В мире семи измерений пространства наши земные 10 лет воспринимаются как одна минута, а в мире интуиции (шестимерное пространство) — как десять минут. Одна минута пятимерного пространства равна 36,5 дням нашего измерения, а минута четырёхмерного пространства — 3,6 дня на Земле.

Чем тоньше мир и его материя, тем больше подвластно время сознательным существам данного мира. Энергией и субстанцией времени (хрональное поле) можно с успехом манипулировать, сжимая и растягивая его при необходимости. В этом смысле предел совершенствования будет заключаться в том, чтобы уметь пережить мгновения как вечность, а вечность ощутить как мгновение.

Многомерные пространства — 3D, 4D и другие измерения

Содержание

Что такое четырёхмерное пространство («4D»)?

Представление других измерений

От 2D к 3D
От 3D к 4D

Что такое гиперкуб? Построение тессеракта

Виды гиперкубов и их названия

Как насчет 10D?

Многомерные пространства — миф или реальность? Большинству из нас, или, возможно, всем нам невозможно представить мир, состоящий из более чем трех пространственных измерений. Правильно ли утверждение, что такой мир не может существовать? Или просто человеческий разум не способен вообразить дополнительные измерения — измерения, которые могут оказаться такими же реальными, как и другие вещи, которые мы не можем увидеть?

Мы достаточно часто слышим что-нибудь вроде «трехмерное пространство», или «многомерное пространство», или «четырехмерное пространство». Возможно, вы знаете, что мы живем в четырехмерном пространстве-времени. Что это означает и почему это интересно, почему математики и не только математики изучают такие пространства?

Об авторах

Илья Щуров — кандидат физико-математических наук, доцент кафедры высшей математики НИУ ВШЭ.

Jason Hise — Physics programmer at Ready at Dawn Studios, 4D geometry enthusiast. Автор анимированных моделей, представленных в данной статье.

ashgrowen — пикабушник, проиллюстрировавший в этой статье построение тессеракта и гиперкуба.

Давайте начнем с простого — начнем с одномерного пространства. Представим себе, что у нас есть город, который расположен вдоль дороги, и в этом городе есть только одна улица. Тогда мы можем каждый дом на этой улице закодировать одним числом — у дома есть номер, и этот номер однозначно определяет, какой дом имеется в виду. Люди, которые живут в таком городе, — можно считать, что они живут в таком одномерном пространстве. Жить в одномерном пространстве довольно скучно, и люди обычно живут не в одномерном пространстве.

Например, если мы говорим про города, то можно перейти от одномерного пространства к двумерному. Примером двумерного пространства является плоскость, а если мы продолжим нашу аналогию с городами, то это город, в котором можно расчертить улицы, допустим, перпендикулярно друг другу, как это сделано в Нью-Йорке, в центре Нью-Йорка. Там есть «стрит» и авеню, каждая из которых имеет свой номер, и вы можете задавать местоположение на плоскости, задавать два числа. Опять же, все мы знаем декартову систему координат, знакомую со школы, — каждая точка задается двумя числами. Это пример двумерного пространства.

Но если мы говорим про город типа центра Нью-Йорка, то на самом деле он является трехмерным пространством, потому что вам мало задать, например, конкретный дом, пусть даже вы зададите его пересечением какой-нибудь «стрит» и какой-нибудь авеню, — вам нужно будет задать еще и этаж, на котором находится нужная вам квартира. Это даст вам третье измерение — высоту. У вас получится трехмерное пространство, в котором каждая точка задается тремя числами.

Вопрос: что такое четырехмерное пространство? Представить его себе не так-то просто, но можно думать о том, что это пространство, в котором каждая точка задается четырьмя числами. На самом деле мы с вами действительно живем в четырехмерном пространстве-времени, потому что события нашей жизни кодируются как раз четырьмя числами — помимо положения в пространстве, есть еще и время. Например, если вы назначаете свидание, то вы можете сделать это так: вы можете указать три числа, которые будут соответствовать точке в пространстве, и обязательно указать время, которое обычно задается в часах, минутах, секундах, но можно было бы закодировать его одним числом. Например, количество секунд, прошедших с определенной даты, — это тоже одно число. Таким образом получается четырехмерное пространство-время.

Представить себе геометрию этого четырехмерного пространства-времени не очень просто. Например, мы с вами привыкли к тому, что в нашем обычном трехмерном пространстве две плоскости могут пересекаться по прямой либо быть параллельными. Но не бывает такого, чтобы две плоскости пересекались в одной точке. Две прямые могут пересечься в одной точке, а на плоскости не могут в трехмерном пространстве. А в четырехмерном пространстве две плоскости могут и чаще всего пересекаются в одной точке. Можно представлять себе, хотя это уже совсем сложно, пространство большей размерности. На самом деле математики, когда работают с пространствами высокой размерности, чаще всего говорят просто: допустим, пятимерное пространство — это пространство, в котором точка задается пятью числами, пятью координатами. Безусловно, математики разработали разные методы, которые позволяют понимать что-то о геометрии такого пространства.

Почему это важно? Зачем понадобились такие пространства? Во-первых, четырехмерное пространство нам важно, потому что оно применяется в физике, потому что мы в нем живем. А зачем нужны пространства более высоких измерений? Давайте представим себе, что мы изучаем какие-то объекты, которые обладают большим количеством параметров. Например, мы изучаем страны, и у каждой страны есть территория, количество населения, внутренний валовой продукт, количество городов, какие-нибудь коэффициенты, индексы, что-нибудь такое. Мы можем представлять себе каждую страну в виде одной точки в каком-то пространстве достаточно высокой размерности. И оказывается, что с математической точки зрения это правильный способ об этом думать.

В частности, переход к геометрии многомерного пространства позволяет анализировать разные сложные объекты, обладающие большим количеством параметров.

Для того чтобы изучать такие объекты, используются методы, разработанные в науке, которая называется линейная алгебра. Несмотря на то, что она алгебра, на самом деле это наука о геометрии многомерных пространств. Конечно, поскольку представить их себе довольно тяжело, математики используют формулы, для того чтобы как раз изучать такие пространства.

Представить себе четырех-, пяти- или шестимерное пространство довольно сложно, но математики не боятся трудностей, и им мало даже стомерных пространств. Математики придумали бесконечномерное пространство — пространство, содержащее бесконечное количество измерений. В качестве примера такого пространства можно привести пространство всех возможных функций, заданных на отрезке или прямой.

Оказывается, что методы, которые были разработаны для конечномерных пространств, во многом переносятся и на случаи чрезвычайно сложных с точки зрения просто попытки их все представить пространств.

У линейной алгебры есть многочисленные приложения не только в математике, но и в самых разных науках, начиная c физики и заканчивая, например, экономикой или политической наукой. В частности, линейная алгебра является основой для многомерной статистики, которая как раз используется для вычленения связей между различными параметрами в каких-то массивах данных. В частности, популярный ныне термин Big Data зачастую связывается с решением задач по обработке данных, которые представляются именно большим количеством точек в пространстве какой-то конечной размерности. Чаще всего такие задачи можно переформулировать и разумно воспринимать именно в геометрических терминах.

Со школьных лет математика разделяется на алгебру и геометрию. Но на самом деле, если мы задумаемся о том, как устроена современная математика, то мы поймем, что те задачи, которые сейчас решаются, в частности, с применением методов линейной алгебры, на самом деле являются очень отдаленным продолжением тех задач, над которыми задумывались многие тысячи лет назад, например Пифагор или Евклид, разрабатывая ту самую школьную геометрию, которая сейчас есть в любом школьном учебнике. Удивительно, что задача по анализу больших данных оказывается в некотором смысле потомком, казалось бы, совсем бессмысленных — по крайней мере с практической точки зрения — упражнений древних греков по рисованию прямых или окружностей на плоскости или мысленному проведению прямых или плоскостей в трехмерном пространстве.

Что такое четырёхмерное пространство («4D»)?

Тессерракт — четырехмерный куб

Всем знакомо сокращение 3D, означающее «трёхмерный» (буква D — от слова dimension — измерение). Например, выбирая в кинотеатре фильм с пометкой 3D, мы точно знаем: для просмотра придётся надеть специальные очки, но зато картинка будет не плоской, а объёмной. А что такое 4D? Существует ли «четырёхмерное пространство» в реальности? И можно ли выйти в «четвёртое измерение»?

Чтобы ответить на эти вопросы, начнём с самого простого геометрического объекта — точки. Точка нульмерна. У неё нет ни длины, ни ширины, ни высоты.

Сдвинем теперь точку по прямой на некоторое расстояние. Допустим, что наша точка — остриё карандаша; когда мы её сдвинули, она прочертила отрезок. У отрезка есть длина, и больше никаких измерений: он одномерен. Отрезок «живёт» на прямой; прямая является одномерным пространством.

Тессеракт — четырехмерный куб

Возьмём теперь отрезок и попробуем его сдвинуть так, как раньше точку. Можно представить себе, что наш отрезок — это основание широкой и очень тонкой кисти. Если мы выйдем за пределы прямой и будем двигаться в перпендикулярном направлении, получится прямоугольник. У прямоугольника есть два измерения — ширина и высота. Прямоугольник лежит в некоторой плоскости. Плоскость — это двумерное пространство (2D), на ней можно ввести двумерную систему координат — каждой точке будет соответствовать пара чисел. (Например, декартова система координат на школьной доске или широта и долгота на географической карте.).

Если сдвинуть прямоугольник в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой он лежит, получится «кирпичик» (прямоугольный параллелепипед) — трёхмерный объект, у которого есть длина, ширина и высота; он расположен в трёхмерном пространстве, в таком, в каком живём мы с вами. Поэтому мы хорошо представляем себе, как выглядят трёхмерные объекты. Но если бы мы жили в двумерном пространстве — на плоскости, — нам пришлось бы изрядно напрячь воображение, чтобы представить себе, как можно сдвинуть прямоугольник, чтобы он вышел из той плоскости, в которой мы живём.

Тессеракт — четырехмерный куб

Представить себе четырёхмерное пространство для нас также довольно непросто, хотя очень легко описать математически. Трёхмерное пространство — это пространство, в котором положение точки задаётся тремя числами (например, положение самолёта задаётся долготой, широтой и высотой над уровнем моря). В четырёхмерном же пространстве точке соответствует четвёрка чисел-координат. «Четырёхмерный кирпич» получается сдвигом обычного кирпичика вдоль какого-то направления, не лежащего в нашем трёхмерном пространстве; он имеет четыре измерения.

На самом деле мы сталкиваемся с четырёхмерным пространством ежедневно: например, назначая свидание, мы указываем не только место встречи (его можно задать тройкой чисел), но и время (его можно задавать одним числом, например количеством секунд, прошедших с определенной даты). Если посмотреть на настоящий кирпич, у него есть не только длина, ширина и высота, но ещё и протяженность во времени — от момента создания до момента разрушения.

Физик скажет, что мы живём не просто в пространстве, а в пространстве-времени; математик добавит, что оно четырёхмерно. Так что четвёртое измерение ближе, чем кажется.

 

Представление других измерений

 

От 2D к 3D

Ранняя попытка объяснить концепцию дополнительных измерений появилась в 1884 году с публикацией романа о плоской земле Эдвина А. Эббота «Флатландия: романтика множества измерений«.  Действие в романе разворачивается в плоском мире, называемом «Флатландия», а повествование ведется от лица жителя этого мира — квадрата. Однажды во сне квадрат оказывается в одномерном мире — Лайнландии, жители которой (треугольники и другие двумерные объекты представлены в виде линий) и пытается объяснить правителю этого мира существование 2-го измерения, однако, приходит к выводу о том, что его невозможно заставить выйти за рамки мышления и представления только прямых линий.

Квадрат описывает его мир как плоскость, населенную линиями, кругами, квадратами, треугольниками и пятиугольниками.

Сфера, с точки зрения Квадрата — Окружность. │ commons.wikimedia.org

Однажды перед квадратом появляется шар, но его суть он не может постичь, так как квадрат в своем мире может видеть только срез сферы, только форму двумерного круга.

Сфера пытается объяснить квадрату устройство трехмерного мира, но квадрат понимает только понятия «вверх/вниз» и «лево/право», он не способен постичь понятия «вперед/назад».

Непостижимая Квадратом тайна третьего измерения на примере прохождения сферы через плоскость. Герой наблюдает уменьшение Окружности до точки и её исчезновение. │ commons.wikimedia.org

Только после того, как сфера вытащит квадрат из его двумерного мира в свой трехмерный мир, он наконец поймет концепцию трех измерений. С этой новой точки зрения квадрат становится способен видеть формы своих соотечественников.

Квадрат, вооруженный своим новым знанием, начинает осознавать возможность существования четвертого измерения. Также он приходит к мысли, что число пространственных измерений не может быть ограничено. Стремясь убедить сферу в этой возможности, квадрат использует ту же логику, что и сфера, аргументирующая существование трех измерений. Но теперь из них двоих становится «близорукой» сфера, которая не может понять этого и не принимает аргументы и доводы квадрата — так же, как большинство из нас «сфер» сегодня не принимают идею дополнительных измерений.

Рецензия на книгу Флатландия

Принимая во внимание исключительность как жанра, который при некоторой фантазии и существовании иных его представителей, можно было бы назвать математическим романом, так и самой книги, её не хочется сильно ругать. Тем не менее, похвалы здесь заслуживает только лишь непривычность подачи, по духу близкая произведениям Льюиса Керрола, однако, в отличие от него, имеющая гораздо меньше точек соприкосновения с реальной жизнью. Данная книга, как верно отмечено в предисловии к изданию, не похожа ни на одну популяризацию, читателю, однако, не вполне ясно, по какой причине её сравнивают с популяризациями, потому как, хотя математические истины в ней, безусловно, затрагиваются, какой бы то ни было популяризацией книгу определённо считать невозможно. И вот почему: Перед вами уникальный пример объединения художественного вымысла с математическими идеями. И поклоннику математики, любящему читать, задумка изначально кажется замечательной: подобно математическим постулатам, ввести в рассмотрение ряд абстрактных объектов, наделить их определёнными свойствами, задать правила игры в описанном пространстве, а после, подражая опять же мысли исследователя, наблюдающего взаимодействия этих умозрительных объектов, проследить за их трансформацией. Но, так как книга всё же художественная, усилиям воли учёного места здесь не находится, поэтому для самодостаточности представленного на всеобщее обозрение мира объекты здесь наделяются сознанием и мотивацией для каких-либо взаимодействий друг с другом, после чего в прежде абстрактный мир оторванных от повседневной жизни чистых идей приносятся социальные взаимодействия с целым ворохом проблем, всегда сопутствующих всяким взаимоотношениям. Всевозможные трения, возникающие в книге на социальной почве, по мнению зрителя совершенно не нужны в книге: они практически не раскрыты и не могут восприниматься в серьезе, и в то же время отвлекают читателя от истинно тех вещей, ради которых написана книга. Даже принимая во внимания заверения обоих авторов о неспешности повествования, якобы более комфортную для читателя при приобретении каких-либо знаний (именно здесь приводится сравнение с популяризациями), зрителю темп повествования показался чрезвычайно затянутым и медлительным, а повторение одного и того же объяснения по несколько раз одними и теми же словами заставило усомниться в том, что рассказчик адекватно оценивает его умственным способности. И в конечном счёте неясно, для кого эта книга. Непривычным к математике людям описание в общем-то интересных явление в столь вольной форме вряд ли принесёт удовольствие, знакомым же с математикой ближе будет гораздо приятнее взять в руки качественную популяризацию, где величие и красоту математики не разбавляют плоскими сказками.

От 3D к 4D

Нам сложно принять эту идею, потому что, когда мы пытаемся представить даже одно дополнительное пространственное измерение — мы упираемся в кирпичную стену понимания. Похоже, что наш разум не может выйти за эти границы.

Представьте себе, например, что вы находитесь в центре пустой сферы. Расстояние между вами и каждой точкой на поверхности сферы равно. Теперь попробуйте двигаться в направлении, которое позволяет вам отойти от всех точек на поверхности сферы, сохраняя при этом равноудаленность. Вы не сможете этого сделать..

Житель Флатландии столкнулся бы с такой же проблемой, если бы он находился в центре круга. В его двумерном мире он не может находиться в центре круга и двигаться в направлении, которое позволяет ему оставаться равноудаленными каждой точке окружности круга, если только он не перейдет в третье измерение. Увы, у нас нет проводника в четырехмерное пространство как в романе Эббота, чтобы показать нам путь к 4D.

Что такое гиперкуб? Построение тессеракта

Виды гиперкубов и их названия

1. Точка — нулевое измерение

2. Отрезок — одномерное пространство

3. Квадрат — двумерное пространство (2D)

4. Куб — трёхмерное пространство (3D)

5. Тессеракт — четырёхмерное пространство (4D)

6. Пентеракт — пятимерное пространство (5D)

7. Хексеракт — шестимерное пространство (6D)

8. Хептеракт — семимерное пространство (7D)

9. Октеракт — восьмимерное пространство (8D)

10. Энтенеракт — девятимерное пространство (9D)

11. Декеракт — десятимерное пространство (10D)

Гиперкуб — это обобщающее название куба в производном числе измерений. Всего измерений десять, плюс точка (нулевое измерение).

Соответственно, существует одиннадцать видов гиперкуба. Рассмотрим построение тессеракта — гиперкуба четвертого измерения:

Для начала построим точку А (рис. 1):

Рис. 1 Точка

После, соединим ее с точкой В. Получим вектор АВ (рис. 2):

Рис. 2 Вектор

Построим вектор, параллельный вектору АВ, и назовем его CD. Соединив начала и концы векторов, получим квадрат ABDC (рис. 3):

Рис. 3 Квадрат

Теперь построим еще один квадрат A1B1D1C1, который лежит в параллельной плоскости. Соединив точки подобным образом, получим куб (рис. 4):

Рис. 4 Куб

У нас есть куб. Представьте, что положение куба в трехмерном пространстве с течением времени изменилось. Зафиксируем его новое местоположение (рис 5.):

Рис. 5 Измененное положение куба в пространстве

А теперь, мы проводим вектора, которые соединяют местоположение точек в прошлом и в настоящем. Получаем тессеракт (рис. 6):

Рис. 6 Тессеракт (построение)

Подобным образом строятся остальные гиперкубы, конечно же учитывается смысл пространства, в котором гиперкуб находится.

 

Как насчет 10D?

В 1919 году польский математик Теодор Калуца предположил, что существование четвертого пространственного измерения может увязать между собой общую теорию относительности и электромагнитную теорию. Идея, впоследствии усовершенствованная шведским математиком Оскаром Кляйном, заключалась в том, что пространство состояло как из «расширенных» измерений, так и из «свернутых» измерений. Расширенные измерения — это три пространственных измерения, с которыми мы знакомы, и свернутое измерение находится глубоко в расширенных размерах. Эксперименты позже показали, что свернутое измерение Калуцы и Кляйна не объединило общую теорию относительности и электромагнитную теорию, как это первоначально предполагалось, но спустя десятилетия теоретики теории струн нашли эту идею полезной, даже необходимой.

Математика, используемая в теории суперструн, требует не менее 10 измерений. То есть для уравнений, описывающих теорию суперструн и для того чтобы связать общую теорию относительности с квантовой механикой, для объяснения природы частиц, для объединения сил и т. д. — необходимо использовать дополнительные измерения. Эти измерения, по мнению теоретиков струн, завернуты в свернутое пространство, изначально описанное Калуцей и Кляйном.

Круги представляют собой дополнительный пространственный размер, свернутый в каждую точку нашего знакомого трехмерного пространства. │ WGBH / NOVA

Чтобы расширить скрученное пространство, чтобы включить эти добавленные размеры, представьте, что круги Калуцы-Клейна заменяются сферами. Вместо одного добавленного измерения мы имеем два, если рассматривать только поверхности сфер и три, если учесть пространство внутри сферы. Получилось всего шесть измерений. Так где же другие, которые требует теория суперструн?

Оказывается, что до того, как появилась теория суперструн, два математика Эудженио Калаби из Университета Пенсильвании и Шин-Тунг Яу из Гарвардского университета описали шестимерные геометрические формы. Если мы заменим сферы в скрученном пространстве этими формами Калаби-Яу, мы получим 10 измерений: три пространственных, а также шестимерные фигуры Калаби-Яу.

Шестимерные формы Калаби-Яу могут объяснять дополнительные размеры, требуемые теорией суперструн. │ WGBH / NOVА

Приверженцы теории струн делают ставку на то, что дополнительные измерения действительно существуют. На самом деле, уравнения, описывающие теорию суперструн, предполагают вселенную с не менее чем 10 измерениями. Но даже физикам, которые все время думают о дополнительных пространственных измерениях сложно описать как они могут выглядеть, или как люди могли бы приблизиться к их пониманию.

Если теория суперструн будет доказана и идея мира, состоящего из 10 или более измерений, подтвердится, то появится ли когда-нибудь объяснение или визуальное представление более высоких измерений, которые сможет постичь человеческий разум? Ответ на этот вопрос навсегда может стать отрицательным, если только какая-то четырехмерная жизненная форма не «вытащит» нас из нашего трехмерного мира и не даст нам увидеть мир с ее точки зрения.

 


 

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Общая оценка материала: 4.8

Оценка незарегистрированных пользователей:

[Total: 34 Average: 4.9]

Сколько существует измерений и что они делают с реальностью?

Записывая за столом, я протягиваю руку вверх, , чтобы включить лампу, и вниз, , чтобы открыть ящик и достать ручку. Протягивая руку вперед , я касаюсь пальцами маленькой странной фигурки, подаренной мне моей сестрой в качестве талисмана на удачу, достигнув позади , я могу похлопать черного кота, прижимающегося к моей спине. Справа ведет к аналитическим заметкам для моей статьи, осталось к моей стопке «обязательных» пунктов (счета и корреспонденция).Вверх, вниз, вперед, назад, вправо, влево: я пилотирую себя в личном космосе трехмерного пространства, оси этого мира незримо давят на меня прямолинейной структурой моего офиса, определяемой, как и большинство западной архитектуры, три соединяющихся прямых угла.

Наша архитектура, наше образование и наши словари говорят нам, что пространство трехмерно. OED определяет его как «непрерывную область или пространство, которое является свободным, доступным или незанятым… Размеры высоты, глубины и ширины, внутри которых все существует и движется.В XVIII веке Иммануил Кант утверждал, что трехмерное евклидово пространство — это a priori необходимость, и, несмотря на то, что мы сейчас насыщены компьютерными изображениями и видеоиграми, мы постоянно подвергаемся представлениям, казалось бы, аксиоматической картезианской сетки. . С точки зрения 21 века это кажется почти самоочевидным.

И все же представление о том, что мы живем в пространстве с любой математической структурой , является радикальным нововведением западной культуры, требующим ниспровержения давних представлений о природе реальности.Хотя рождение современной науки часто обсуждается как переход к механистическому объяснению природы, возможно, более важным — и, безусловно, более устойчивым — является преобразование, которое она привнесла в нашу концепцию пространства как геометрической конструкции.

За последнее столетие поиски описания геометрии пространства превратились в крупный проект в теоретической физике, причем эксперты от Альберта Эйнштейна и далее пытались объяснить все фундаментальные силы природы как побочные продукты формы самого пространства.В то время как на локальном уровне нас учат думать о пространстве как о трех измерениях, общая теория относительности рисует картину четырехмерной Вселенной, а теория струн утверждает, что у нее 10 измерений — или 11, если взять расширенную версию, известную как M- Теория. Существуют разновидности теории в 26 измерениях, и недавно чистые математики были наэлектризованы версией, описывающей пространства 24 измерений. Но что это за «размеры»? И что значит говорить о 10-мерном пространстве бытия?

Чтобы прийти к современному математическому образу мышления о пространстве, нужно сначала представить его как некую арену , которую может занимать материя.По крайней мере, «пространство» следует рассматривать как нечто расширенное . Хотя это может показаться нам очевидным, такая идея была анафемой для Аристотеля, чьи представления о физическом мире доминировали в западном мышлении в поздней античности и средневековье.

Строго говоря, аристотелевская физика не включала в себя теорию пространства , а только концепцию места . Представьте себе чашку, стоящую на столе. Для Аристотеля чаша окружена воздухом, который сам по себе является субстанцией.В его картине мира нет такой вещи, как пустое пространство, есть только границы между одним видом субстанции, чашей, и другим, воздухом. Или стол. Для Аристотеля «пространство» (если вы хотите его так называть) было просто бесконечно тонкой границей между чашей и тем, что ее окружает. Без расширения пространство не было чем-то другим, могло быть в .

За века до того, как Аристотель, Левкипп и Демокрит постулировали теорию реальности, в которой использовался изначально пространственный способ видения — «атомистическое» видение, согласно которому материальный мир состоит из крошечных частиц (или атомов ), движущихся в пустоте.Но Аристотель отверг атомизм, заявив, что само понятие пустоты логически бессвязно. По его словам, «ничто» не может быть как . Преодоление возражений Аристотеля против пустоты и, следовательно, против концепции расширенного пространства, было бы проектом столетий. Лишь в начале 17 века Галилей и Декарт сделали расширенное пространство одним из краеугольных камней современной физики. Для обоих мыслителей, как выразился американский философ Эдвин Бертт в 1924 году, «физическое пространство считалось тождественным царству геометрии», то есть трехмерной евклидовой геометрии, которой нас сейчас учат в школе.

Задолго до того, как физики приняли евклидово видение, художники были первооткрывателями геометрической концепции пространства, и именно им мы обязаны этим замечательным скачком в нашей концептуальной структуре. В период позднего средневековья, под новым влиянием Платона и Пифагора, главных интеллектуальных соперников Аристотеля, в Европе начало распространяться представление о том, что Бог создал мир в соответствии с законами евклидовой геометрии. Следовательно, если художники хотят изобразить это правдиво, они должны подражать Создателю в своих стратегиях изображения.В период с 14 по 16 века такие художники, как Джотто, Паоло Уччелло и Пьеро делла Франческа, разработали методы так называемой перспективы — стиля, первоначально называвшегося «геометрическая фигура». Сознательно исследуя геометрические принципы, эти художники постепенно научился строить изображения предметов в трехмерном пространстве. В процессе они перепрограммировали европейские умы, чтобы они видели пространство евклидовым способом.

Историк Сэмюэл Эдгертон рассказывает об этом замечательном переходе в современную науку в книге Наследие геометрии Джотто (1991), отмечая, как ниспровержение аристотелевского мышления о космосе было частично достигнуто как долгий, медленный побочный продукт того, что люди стояли перед перспективой. картины и чувства, интуитивно, как если бы они «просматривали» трехмерные миры по ту сторону стены.Что здесь необычно, так это то, что, в то время как философы и протоученые осторожно оспаривали аристотелевские представления о пространстве, художники радикально пересекали эту интеллектуальную территорию, обращаясь к чувствам. В буквальном смысле перспективное представление было формой виртуальной реальности, которая, как и современные VR-игры, была направлена ​​на создание у зрителей иллюзии того, что они были перенесены в геометрически согласованные и психологически убедительные других мира.

Структура «реального» перешла от философско-теологического вопроса к геометрическому утверждению.

Иллюзорное евклидово пространство перспективной репрезентации, которое постепенно отпечаталось в европейском сознании, было воспринято Декартом и Галилеем как пространство реального мира. Здесь стоит добавить, что сам Галилей обучался перспективе. Его способность изображать глубину была важной особенностью его новаторских рисунков Луны, на которых изображены горы и долины и подразумевается, что Луна была такой же твердой материей, как Земля.

Используя пространство перспективных изображений, Галилей смог показать, как такие объекты, как пушечные ядра, перемещаются в соответствии с математическими законами. Само пространство было абстракцией — безликой, инертной, неприкасаемой, неощутимой пустотой, единственным познаваемым свойством которой была его евклидова форма. К концу 17 века Исаак Ньютон расширил это галилеевское видение, чтобы охватить вселенную в целом, которая теперь стала потенциально бесконечным трехмерным вакуумом — огромной, не имеющей качества пустоты, вечно распространяющейся во всех направлениях.Таким образом, структура «реального» превратилась из философско-теологического вопроса в геометрическое положение.

Там, где художники использовали математические инструменты для разработки новых способов создания изображений, теперь, на заре «научной революции», Декарт открыл способ создавать изображения математических отношений самих по себе. В процессе он формализовал концепцию измерения и внедрил в наше сознание не только новый способ видения мира, но и новый инструмент для занятий наукой.

Почти каждый сегодня признает плоды гения Декарта в образе декартовой плоскости — прямоугольной сетке, отмеченной осями x и y, и системе координат .

По определению, декартова плоскость — это двумерное пространство, потому что нам нужны две координаты , чтобы идентифицировать любую точку в ней. Декарт обнаружил, что с этой структурой он может связывать геометрические формы и уравнения. Таким образом, круг с радиусом 1 можно описать уравнением x 2 + y 2 = 1.

Огромное количество фигур, которые мы можем нарисовать на этой плоскости, можно описать уравнениями, и такая «аналитическая» или «декартова» геометрия вскоре станет основой для исчисления , разработанного Ньютоном и Г.В. Лейбницем для дальнейшего анализа физиков. движения. Один из способов понять исчисление — это изучение кривых; так, например, он позволяет нам формально определить, где кривая является наиболее крутой или где она достигает локального максимума или минимума. Применительно к изучению движения математический анализ дает нам возможность анализировать и предсказывать, где, например, объект, брошенный в воздух, достигнет максимальной высоты или когда мяч, катящийся по изогнутому склону, достигнет определенной скорости.С момента своего изобретения исчисление стало жизненно важным инструментом почти для каждой отрасли науки.

Рассматривая предыдущую диаграмму, легко увидеть, как мы можем добавить третью ось. Таким образом, с помощью осей x, y и z мы можем описать поверхность сферы — как в шкуре пляжного мяча. Здесь уравнение (для сферы с радиусом 1) принимает следующий вид: x 2 + y 2 + z 2 = 1

С помощью трех осей мы можем описывать формы в трехмерном пространстве. И снова каждая точка однозначно идентифицируется тремя координатами: это необходимое условие трехмерности, делающее пространство тремя -мерными.

Но зачем останавливаться на достигнутом? Что, если я добавлю четвертое измерение? Назовем это «п». Теперь я могу написать уравнение для чего-то, что я считаю сферой, находящейся в четырехмерном пространстве: x 2 + y 2 + z 2 + p 2 = 1. Я не могу нарисовать этот объект для вы, но математически добавление еще одного измерения — законный ход. «Законное» означает, что в этом нет ничего логически противоречивого — нет причин, по которым я не могу.

«Измерение» становится чисто символическим понятием, не обязательно связанным с материальным миром.

И я могу продолжать, добавляя новые размеры.Итак, я определяю сферу в пятимерном пространстве с пятью осями координат (x, y, z, p, q), что дает нам уравнение: x 2 + y 2 + z 2 + p 2 + q 2 = 1. И одно из шести измерений: x 2 + y 2 + z 2 + p 2 + q 2 + r 2 = 1 и так далее.

Хотя я, возможно, не смогу визуализировать сферы более высоких измерений, я могу описать их символически, и один из способов понять историю математики — это осознание того, какие, казалось бы, разумные вещи мы можем превзойти.Именно это имел в виду Чарльз Доджсон, он же Льюис Кэрролл, когда в фильмах «Зазеркалье» и «Что там нашла Алиса » (1871 г.) он заставил Белую Королеву заявить о своей способности поверить в «шесть невозможных вещей перед завтраком».

Математически я могу описать сферу в любом количестве измерений, которое я выберу. Все, что мне нужно сделать, это добавить новые оси координат, которые математики называют «степенями свободы». Условно их называют x 1 , x 2 , x 3 , x 4 , x 5 , x 6 и так далее . Так же, как любую точку на декартовой плоскости можно описать двумя координатами (x, y), так и любую точку в 17-мерном пространстве можно описать набором из 17 координат (x 1 , x 2 , x 3 , x 4 , x 5 , x 6 … x 15 , x 16 , x 17 ). Поверхности, подобные приведенным выше сферам, в таких многомерных пространствах обычно называются многообразиями .

С точки зрения математики «измерение» — это не что иное, как другая координатная ось (другая степень свободы), которая в конечном итоге становится чисто символической концепцией, не обязательно связанной с материальным миром.В 1860-х годах логик-первопроходец Август Де Морган, работа которого повлияла на Льюиса Кэрролла, резюмировал все более абстрактный взгляд на эту область, отметив, что математика — это чисто « наука о символах » и как таковая не должна иметь отношения ни к чему. кроме себя. Математика, в некотором смысле, — это логика, выходящая из поля воображения.

В отличие от математиков, которые вольны играть в области идей, физика связана с природой и, по крайней мере, в принципе, связана с материальными вещами.Тем не менее, все это открывает возможность освобождения, поскольку, если математика допускает более трех измерений и мы думаем, что математика полезна для описания мира, как мы узнаем, что физическое пространство ограничено тремя? Хотя Галилей, Ньютон и Кант считали длину, ширину и высоту аксиомой, разве в нашем мире не может быть еще других измерений?

Опять же, идея вселенной с более чем тремя измерениями была введена в общественное сознание через художественную среду, в данном случае литературную спекуляцию, наиболее известную в работе математика Эдвина Эбботта Flatland (1884).Эта очаровательная социальная сатира рассказывает историю скромного Квадрата, живущего на плоскости, которого однажды посетило трехмерное существо, Лорд Сфера, который перенес его в великолепный мир Твердых тел. В этом объемном раю Square созерцает трехмерную версию себя, Куб, и начинает мечтать о продвижении в четвертое, пятое и шестое измерения. Почему не гиперкуб? Интересно, а гипер-гиперкуб?

К сожалению, во Флатландии Квадрат считается сумасшедшим и заперт в психиатрической лечебнице.Одним из достоинств этой истории, в отличие от некоторых из более сладких анимаций и адаптаций, которые она вдохновила, является признание опасностей, связанных с выставлением напоказ социальных условностей. В то время как Квадрат приводит доводы в пользу других измерений пространства, он также приводит аргументы в пользу других измерений бытия — он математический чудак.

В конце 19 — начале 20 веков множество авторов (Герберт Уэллс, математик и писатель-фантаст Чарльз Хинтон, придумавший для четырехмерного куба слово «тессеракт»), художники (Сальвадор Дали) и мыслители-мистики ( Успенский) исследовал идеи о четвертом измерении и о том, что может означать для человека столкновение с ним.

Затем в 1905 году неизвестный физик по имени Альберт Эйнштейн опубликовал статью, в которой реальный мир описывался как четырехмерный сеттинг. В его «специальной теории относительности» время было добавлено к трем классическим измерениям пространства. В математическом формализме теории относительности все четыре измерения связаны вместе, и термин пространство-время вошел в наш лексикон. Это собрание никоим образом не было произвольным. Эйнштейн обнаружил, что, идя по этому пути, возник мощный математический аппарат, который превзошел физику Ньютона и позволил ему предсказывать поведение электрически заряженных частиц.Только в четырехмерной модели мира можно полностью и точно описать электромагнетизм.

Относительность была гораздо больше, чем просто литературная игра, особенно после того, как Эйнштейн расширил ее от «специальной» до «общей» теории. Теперь многомерное пространство наполнилось глубоким физическим смыслом.

В картине мира Ньютона материя движется в пространстве во времени под действием естественных сил, особенно гравитации. Пространство, время, материя и сила — разные категории реальности.С помощью специальной теории относительности Эйнштейн продемонстрировал, что пространство и время едины, тем самым уменьшив фундаментальные физические категории с четырех до трех: пространство-время, материя и сила. Общая теория относительности делает еще один шаг, включив силу гравитации в структуру самого пространства-времени. Если смотреть с точки зрения 4D, гравитация — это всего лишь артефакт формы пространства.

Чтобы разобраться в этой замечательной ситуации, давайте представим на время ее двумерный аналог. Представьте себе батут и представьте, что мы рисуем на его поверхности декартову сетку.Теперь поместите шар для боулинга на решетку. Вокруг него поверхность будет растягиваться и деформироваться, поэтому некоторые точки удаляются друг от друга. Мы нарушили естественную меру расстояния в пространстве, сделав его неровным. Общая теория относительности утверждает, что это искривление — это то, что тяжелый объект, такой как Солнце, делает с пространством-временем, а отклонение от декартова совершенства самого пространства вызывает явление, которое мы воспринимаем как гравитацию.

В то время как в физике Ньютона гравитация возникает из ниоткуда, у Эйнштейна она возникает естественным образом из внутренней геометрии четырехмерного многообразия; в местах, где многообразие растягивается больше всего или больше всего отклоняется от декартовой регулярности, гравитация ощущается сильнее.Иногда это называют «физикой резинового листа». Здесь огромная космическая сила, удерживающая планеты на орбите вокруг звезд и звезды на орбите вокруг галактик, является не чем иным, как побочным эффектом искривленного пространства. Гравитация — это буквально геометрия в действии.

Если перемещение в четыре измерения помогает объяснить гравитацию, то может ли пятимерное мышление иметь какое-либо научное преимущество? Почему бы не попробовать? — спросил молодой польский математик Теодор Калуца ​​в 1919 году, полагая, что если бы Эйнштейн поглотил гравитацию в пространство-время, то, возможно, другое измерение могло бы аналогичным образом объяснить силу электромагнетизма как артефакт геометрии пространства-времени.Итак, Калуца ​​добавил еще одно измерение к уравнениям Эйнштейна и, к своему удовольствию, обнаружил, что в пяти измерениях обе силы прекрасно складываются как артефакты геометрической модели.

Вы — муравей, бегущий по длинному тонкому шлангу, даже не замечая крошечного размера круга под ногами.

Математика подходит как по волшебству, но проблема в этом случае заключалась в том, что дополнительное измерение, казалось, не коррелировало с каким-либо конкретным физическим качеством. В общей теории относительности четвертое измерение было раз ; Согласно теории Калуцы, это не было на что-то , на что можно было бы указать, увидеть или почувствовать: это было просто в математике.Даже Эйнштейн отказался от такой неземной инновации. Что это? — спросил он. Где это ?

В 1926 году шведский физик Оскар Кляйн ответил на этот вопрос в манере, которая звучит как что-то прямо из страны чудес. Представьте, сказал он, что вы муравей, живущий на длинном и очень тонком шланге. Вы можете бегать по шлангу взад и вперед, даже не осознавая крошечный размер круга под ногами. Только ваши муравьиные физики с их мощными муравьиными микроскопами могут увидеть это крошечное измерение.Согласно Кляйну, каждая точка в нашего четырехмерного пространства-времени имеет небольшой дополнительный круг пространства, подобный этому, который слишком мал, чтобы мы могли его увидеть. Поскольку он на много порядков меньше атома, неудивительно, что мы до сих пор его упустили. Только физики со сверхмощными ускорителями элементарных частиц могут надеяться увидеть все в таком крошечном масштабе.

Когда физики преодолели первоначальный шок, они были очарованы идеей Кляйна, и в 1940-х годах теория была разработана с мельчайшими математическими подробностями и помещена в квантовый контекст.К сожалению, бесконечно малый масштаб нового измерения не позволил представить, как это можно проверить экспериментально. Кляйн подсчитал, что диаметр крошечного круга составлял всего 10 -30 см. Для сравнения: диаметр атома водорода составляет 10 -8 см, поэтому мы говорим о чем-то более чем на 20 порядков меньше, чем самый маленький атом. Даже сегодня мы и близко не видим такой минутной шкалы. Так идея вышла из моды.

Калуцу, однако, было нелегко удержать. Он верил в свое пятое измерение, и он верил в силу математической теории, поэтому он решил провести собственный эксперимент. Он остановился на плавании. Калуца ​​не умел плавать, поэтому он прочитал все, что мог о теории плавания, и когда он почувствовал, что увлекся водными упражнениями в принципе, он сопровождал свою семью на побережье и бросился в волны, где о чудо он умел плавать.По мнению Калуцы, плавательный эксперимент подтвердил справедливость теории, и, хотя он не дожил до триумфа своего любимого пятого измерения, в 1960-х теоретики струн возродили идею многомерного пространства.

К 1960-м годам физики открыли две дополнительные силы природы, действующие на субатомном уровне. Называемые слабой ядерной силой и сильной ядерной силой , они ответственны за некоторые типы радиоактивности и за удерживание кварков вместе, чтобы сформировать протоны и нейтроны, составляющие атомные ядра.В конце 1960-х годов, когда физики начали исследовать новый предмет теории струн (который утверждает, что частицы подобны крохотным резиновым полоскам, колеблющимся в пространстве), идеи Калуцы и Кляйна снова стали осознаваться, и теоретики постепенно начали задаваться вопросом, есть ли два субатомных элемента. силы могут быть описаны как , так и в терминах геометрии пространства-времени.

Оказывается, чтобы охватить обе эти две силы, мы должны добавить еще пяти измерений к нашему математическому описанию.Нет априори , почему должно быть пять; и, опять же, ни одно из этих дополнительных измерений не имеет прямого отношения к нашему сенсорному опыту. Они просто есть в математике. Итак, это подводит нас к 10 измерениям теории струн. Здесь есть четыре крупномасштабных измерения пространства-времени (описываемых общей теорией относительности) плюс шесть дополнительных «компактных» измерений (одно для электромагнетизма и пять для ядерных сил), все они свернуты в некоторые дьявольски сложные, сжатые- вверх, геометрическая структура.

Физики и математики прилагают огромные усилия, чтобы понять все возможные формы, которые может принимать это миниатюрное пространство, и какая из множества альтернатив, если таковая имеется, реализуется в реальном мире. Технически эти формы известны как многообразия Калаби-Яу, и они могут существовать в любых , даже числах более высоких измерений. Экзотические, сложные создания, эти необычные формы составляют абстрактную таксономию в многомерном пространстве; их двухмерный разрез (лучшее, что мы можем сделать для визуализации того, как они выглядят) напоминает кристаллические структуры вирусов; они почти выглядят живыми .

Двумерный разрез многообразия Калаби-Яу. Предоставлено Wikipedia

Существует множество версий уравнений теории струн, описывающих 10-мерное пространство, но в 1990-х годах математик Эдвард Виттен из Института перспективных исследований в Принстоне (давнее приключение Эйнштейна) показал, что все можно несколько упростить. если взять 11-мерную перспективу. Он назвал свою новую теорию M-теорией и загадочно отказался сказать, что означает буква «M». Обычно говорят, что это «мембрана», но также предлагались «матрица», «хозяин», «тайна» и «монстр».

Наша может быть лишь одной из многих сосуществующих вселенных, каждая из которых представляет собой отдельный 4-мерный пузырь на более широкой арене 5-мерного пространства

До сих пор у нас нет доказательств существования каких-либо из этих дополнительных измерений — мы все еще находимся в стране плавающих физиков, мечтающих о миниатюрном ландшафте, к которому мы еще не можем получить доступ, — но теория струн, как оказалось, имеет важные последствия для самой математики. Недавно разработка версии теории, имеющей 24 измерения, показала неожиданные взаимосвязи между несколькими основными разделами математики, что означает, что, даже если теория струн не принесет успеха в физике, она окажется очень полезным источником чисто теоретических знаний. теоретическое понимание.В математике 24-мерное пространство — это нечто особенное — в нем происходят волшебные вещи, например, способность упаковывать сферы вместе особенно элегантным образом — хотя маловероятно, что реальный мир имеет 24 измерения. Большинство струнных теоретиков считают, что для мира, который мы любим и в котором мы живем, достаточно 10 или 11 измерений.

В теории струн есть еще одно последнее изменение, заслуживающее внимания. В 1999 году Лиза Рэндалл (первая женщина, получившая должность физика-теоретика в Гарварде) и Раман Сундрам (индийско-американский теоретик частиц) предположили, что может быть дополнительное измерение в космологической шкале, которая описывается общей теорией относительности.Согласно их теории «бран» — «брана» — это сокращение от «мембрана» — то, что мы обычно называем нашей Вселенной , может быть встроено в гораздо большее пятимерное пространство, своего рода сверхвселенную. В этом суперпространстве наша могла бы быть лишь одной из целого ряда сосуществующих вселенных, каждая из которых представляет собой отдельный 4-мерный пузырь в более широкой арене 5-мерного пространства.

Трудно сказать, сможем ли мы когда-нибудь подтвердить теорию Рэндалла и Сандрама. Однако были проведены аналогии между этой идеей и зарождением современной астрономии.500 лет назад европейцы сочли невозможным представить себе другие физические «миры», помимо нашего собственного, но теперь мы знаем, что Вселенная населена миллиардами других планет , вращающихся вокруг миллиардов других звезд. Кто знает, однажды наши потомки смогут найти доказательства существования миллиардов других вселенных, каждая со своими уникальными уравнениями пространства-времени.

Проект понимания геометрической структуры пространства — одно из знаковых достижений науки, но, возможно, физики достигли конца этого пути.Ведь оказывается, что в некотором смысле Аристотель был прав — действительно, есть логические проблемы с понятием расширенного пространства. Несмотря на все экстраординарные успехи теории относительности, мы знаем, что ее описание пространства не может быть окончательным, потому что на квантовом уровне оно не работает. В течение последних полувека физики безуспешно пытались объединить свое понимание пространства в космологическом масштабе с тем, что они наблюдают в квантовом масштабе, и все больше кажется, что такой синтез может потребовать радикально новой физики.

После того, как Эйнштейн разработал общую теорию относительности, он провел большую часть своей жизни, пытаясь «построить все законы природы из динамики пространства и времени, сведя физику к чистой геометрии», как сказал Робберт Дейкграаф, директор Института для продвинутого исследования в Принстоне, поставил недавно. «Для [Эйнштейна] пространство-время было естественным« базовым уровнем »в бесконечной иерархии научных объектов». Подобно картине мира Ньютона, Эйнштейн делает пространство первичной основой бытия, ареной, на которой все вещи происходят.Однако в очень крошечных масштабах, где преобладают квантовые свойства, законы физики показывают, что пространство, как мы привыкли думать о нем, может не существовать.

Среди некоторых физиков-теоретиков возникает мнение, что космос на самом деле может быть возникающим явлением, созданным чем-то более фундаментальным, во многом таким же образом, как температура возникает как макроскопическое свойство, возникающее в результате движения молекул. Как выразился Дейкграаф: «Современная точка зрения рассматривает пространство-время не как отправную точку, а как конечную точку, как естественную структуру, которая возникает из сложности квантовой информации.’

Ведущим сторонником новых взглядов на пространство является космолог Шон Кэрролл из Калифорнийского технологического института, который недавно сказал, что классическое пространство не является «фундаментальной частью архитектуры реальности», и утверждал, что мы ошибаемся, приписывая ему такой особый статус. четыре или 10 или 11 измерений. Там, где Дейкграаф проводит аналогию с температурой, Кэрролл предлагает нам рассмотреть «влажность», возникающий феномен соединения множества молекул воды. Никакая отдельная молекула воды не является влажной, только когда вы соберете их вместе, влажность станет качеством.100) измерений »- это 10, за которыми следует гугол нулей, или 10 000 триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов нулей. Трудно представить себе это почти невероятно огромное количество, которое сводит на нет количество частиц в известной Вселенной. Тем не менее, каждый из них представляет собой отдельное измерение в математическом пространстве, описываемом квантовыми уравнениями; каждому — новая «степень свободы», которой располагает Вселенная.

Даже Декарт мог бы быть ошеломлен тем, куда нас привело его видение, и какая ослепительная сложность заключена в простом слове «измерение».

Это эссе стало возможным благодаря поддержке гранта журнала Aeon от Templeton Religion Trust. Мнения, выраженные в данной публикации, принадлежат автору (авторам) и не обязательно отражают точку зрения Templeton Religion Trust.

Спонсоры журнала Aeon Magazine не участвуют в принятии редакционных решений, включая ввод в эксплуатацию или утверждение содержания.

Как у Вселенной могло быть больше измерений

Теория струн — это предполагаемая теория всего, что, как надеются физики, однажды объяснит… все.

Все силы, все частицы, все константы, все вещи под одной теоретической крышей, где все, что мы видим, является результатом крошечных вибрирующих струн. Теоретики работали над этой идеей с 1960-х годов, и первое, что они поняли, — это то, что для того, чтобы теория работала, должно быть на измерений больше, чем четыре, к которым мы привыкли, .

Но это не так безумно, как кажется.

Связано: Объяснение альтернатив теории большого взрыва (инфографика)

Пространственная катастрофа

В теории струн маленькие петли колеблющейся вязкости (в теории они являются фундаментальным объектом реальности) проявляются как различные частицы (электроны, кварки, нейтрино и т. д.) и как носители сил природы (фотоны, глюоны, гравитоны и т. д.). Они делают это благодаря своим вибрациям. Каждая струна настолько крошечная, что кажется нам не более чем точечной частицей, но каждая струна может вибрировать в разных режимах, точно так же, как вы можете получить разные ноты из гитарной струны.

Считается, что каждый режим вибрации относится к разному типу частиц. Итак, все струны, вибрирующие в одну сторону, выглядят как электроны, все струны, вибрирующие в другую сторону, выглядят как фотоны и так далее.То, что мы видим как столкновение частиц, с точки зрения теории струн, представляет собой связку струн, сливающихся вместе и разделяющихся на части.

Но для того, чтобы математика работала, в нашей Вселенной должно быть более четырех измерений. Это потому, что наше обычное пространство-время не дает струнам достаточно «места» для вибрации всеми способами, которые им необходимы для того, чтобы полностью выразить себя как все разновидности частиц в мире. Они слишком стеснены.

Другими словами, струны не просто качаются, они качаются в гиперпространстве.

Текущие версии теории струн требуют всего 10 измерений, в то время как еще более гипотетическая теория сверхструн, известная как М-теория, требует 11. Но когда мы смотрим вокруг Вселенной, мы видим только обычные три пространственных измерения плюс измерение время. Мы почти уверены, что если бы у Вселенной было более четырех измерений, мы бы уже заметили это.

Каким образом требование теории струн о дополнительных измерениях может быть согласовано с нашим повседневным опытом во Вселенной?

Свернувшись калачиком и компактно

К счастью, теоретики струн смогли указать на исторический антецедент этой, казалось бы, радикальной идеи.

Еще в 1919 году, вскоре после того, как Альберт Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности, математик и физик Теодор Калуца ​​просто забавлялся с уравнениями. И он обнаружил кое-что особенно интересное, когда добавил к уравнениям пятое измерение — ничего не произошло. Уравнения относительности на самом деле не заботятся о количестве измерений; это то, что вы должны добавить, чтобы применить теорию к нашей Вселенной.

Но затем Калуца ​​добавил особый поворот к этому пятому измерению, заставив его обернуться вокруг себя в том, что он назвал «цилиндрическим состоянием».«Это требование привело к появлению чего-то нового: Калуца ​​восстановил обычные уравнения общей теории относительности в обычных четырех измерениях, а также новое уравнение, которое имитировало выражения электромагнетизма.

Похоже, добавление измерений могло потенциально объединить физику.

В ретроспективе это было немного отвлекающим маневром

Тем не менее, пару десятилетий спустя другой физик, Оскар Кляйн, попытался интерпретировать идею Калуцы в терминах квантовой механики.-35 метров.

Множество многообразий теории струн

Если бы дополнительное измерение (или измерения) действительно было таким маленьким , мы бы сейчас не заметили. Он настолько мал, что мы не могли надеяться напрямую исследовать его с помощью наших экспериментов с высокими энергиями. И если эти измерения обернуты сами по себе, то каждый раз, когда вы перемещаетесь в четырехмерном пространстве, вы действительно путешествуете по этим дополнительным измерениям миллиарды и миллиарды раз.

И в этих измерениях живут струны теории струн.200000.

Оказывается, когда вам нужно шесть измерений свернуться калачиком и дать им почти любой возможный способ сделать это, это… складывается.

Есть много разных способов обернуть эти дополнительные измерения в себя. И каждая возможная конфигурация будет влиять на то, как струны внутри них вибрируют. Поскольку способы, которыми вибрируют струны, определяют их поведение здесь, в макроскопическом мире, каждый выбор многообразия ведет к отдельной вселенной со своим собственным набором физики.

Таким образом, только один коллектор может дать начало миру в том виде, в каком мы его видим . Но какой?

К сожалению, теория струн не может дать нам ответа, по крайней мере, пока. Проблема в том, что теория струн еще не закончена — у нас есть только различные методы приближения, которые, как мы надеемся, приблизятся к реальности, но прямо сейчас мы понятия не имеем, насколько мы правы. Таким образом, у нас нет математической технологии для отслеживания цепочки, от определенного многообразия до конкретной вибрации струны и физики Вселенной.

Ответ теоретиков струн — это нечто, называемое Пейзаж, мультивселенная всех возможных вселенных, предсказываемых различными многообразиями, причем наша Вселенная является лишь одной точкой среди многих.

И вот где теория струн находится сегодня где-то на Ландшафте.

Пол М. Саттер — астрофизик в SUNY Стоуни-Брук и Институт Флэтайрон, принимающий Спросите космонавта и Space Radio , и автор Your Place во Вселенной .

Узнайте больше, послушав серию «Стоит ли того теория струн? (Часть 3: Измерение — это судьба)» в подкасте «Спроси космонавта», доступном в iTunes и в Интернете по адресу http: //www.askaspaceman .com. Спасибо John C., Zachary H., @edit_room, Matthew Y., Christopher L., Krizna W., Sayan P., Neha S., Zachary H., Joyce S., Mauricio M., @shrenicshah, Panos T. ., Dhruv R., Maria A., Ter B., oiSnowy, Evan T., Dan M., Jon T., @twblanchard, Aurie, Christopher M., @unplugged_wire, Giacomo S., Gully F. за вопросы, которые привели к этому материалу! Задайте свой вопрос в Twitter, используя #AskASpaceman, или подписавшись на Paul @PaulMattSutter и facebook.com/PaulMattSutter.

Следуйте за нами в Twitter @Spacedotcom и на Facebook .

Насколько велика Земля? — Радиус, диаметр и окружность с пояснениями

Земля, третья планета от Солнца, является пятой по величине планетой Солнечной системы; только газовые гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун больше.Земля — ​​самая большая из планет земной группы внутренней солнечной системы, больше Меркурия, Венеры и Марса. Но насколько велика Земля?

Радиус, диаметр и окружность

По данным Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, радиус Земли на экваторе составляет 3963 мили (6 378 километров). Однако Земля не совсем сфера. Вращение планеты заставляет ее выпирать на экваторе. Полярный радиус Земли составляет 3950 миль (6356 км), разница в 13 миль (22 км).

Используя эти измерения, экваториальная окружность Земли составляет около 24 901 миль (40 075 км). Однако от полюса до полюса — меридиональной окружности — Земля составляет всего 24 860 миль (40 008 км) вокруг. Эта форма, вызванная уплощением полюсов, называется сплюснутым сфероидом.

Связанный: Какова скорость Земли вокруг Солнца?

Плотность, масса и объем

По данным НАСА, плотность Земли составляет 5,513 грамма на кубический сантиметр.Земля — ​​самая плотная планета в Солнечной системе из-за ее металлического ядра и каменистой мантии. Юпитер, который на 318 массивнее Земли, менее плотен, поскольку состоит из газов, таких как водород.

Масса Земли составляет 6,6 секстиллиона тонны (5,9722 x 10 24 килограмма). Его объем составляет около 260 миллиардов кубических миль (1 триллион кубических километров).

Общая площадь поверхности Земли составляет около 197 миллионов квадратных миль (510 миллионов квадратных километров). Около 71 процента покрыто водой и 29 процентов — сушей.

Самая высокая и самая низкая точки

Гора Эверест — самое высокое место на Земле над уровнем моря, на высоте 29 028 футов (8848 метров), но это не самая высокая точка на Земле, то есть место, наиболее удаленное от центра Земля. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), эта награда принадлежит горе Чимаборасо в Андах в Эквадоре. Хотя Чимаборасо примерно на 10 000 футов короче (относительно уровня моря), чем Эверест, эта гора находится примерно на 6 800 футов (2 073 м) дальше в космос из-за экваториальной выпуклости.

По данным NOAA, самая низкая точка на Земле — Глубина Челленджера в Марианской впадине в западной части Тихого океана. Она опускается на 36 200 футов (11 034 метра) ниже уровня моря.

Сколько стран в мире?

Эллен Кершнер, 26 августа 2020 г., География

Политическая карта мира.

  • Есть 194 общепризнанных страны (193 члена ООН плюс Ватикан [Святой Престол]). Частично признаны такие места, как Палестина, Косово и Тайвань, что увеличивает их количество.
  • Государство Палестина часто включается, но признано только 138 членами ООН.
  • Косово также часто включается, но признано только 97 членами ООН.

Если бы вы спросили десять человек, сколько стран находится в мире, вы, вероятно, услышали бы десять разных ответов.Здесь, в Worldatlas, мы указываем 194 страны на основе 193, которые принадлежат Организации Объединенных Наций (ООН), а также Святейший Престол (Ватикан), который не является государством-наблюдателем. Эти 194 страны получили полное международное признание в качестве суверенных государств другими членами Организации Объединенных Наций.

Разные мнения

Во многих источниках указывается 195 стран, 193 члена ООН плюс два государства, не являющиеся членами ООН, но в этом подсчете они включают Государство Палестина, которое признано только 138 из 193 государств-членов ООН и таких стран, как США, и Канада этого не признает.

Соединенные Штаты также официально признают 195 стран; но вместо того, чтобы признать Государство Палестина, он признает Косово. Только 97 из 193 государств-членов ООН признают Косово. В частности, Испания является одним из крупнейших противников из-за своей оппозиции баскским и каталонским движениям за независимость внутри своей страны.

Источники не всегда соглашаются с общим количеством стран в мире.Другие источники утверждают, что это 197 стран. Они считают Святейший Престол и Палестину наблюдателями ООН, но также считают Тайвань и Косово самоуправляемыми территориями, которые имеют собственные значительные экономические ресурсы.

Последний факт объясняется тем, что Тайвань считается частью территории Китая; то же самое верно и для Косово, являющегося частью Сербии. Несмотря на все социально-экономические, географические и политические трудности, все это может со временем измениться.

В целом, ООН кажется надежным источником информации об общем количестве стран. Чтобы страна стала частью этой организации, страна должна подать заявку на членство, пройти оценку и затем проголосовать за нее. Страна должна быть одобрена пятью постоянными странами-членами: Китаем, Францией, Россией, Соединенным Королевством, и США).

Сложные дела

Постоянный поток политики и глобализация постоянно меняют определения стран, поэтому прийти к окончательному подсчету может быть сложно.Помимо уже описанных причин, вот еще несколько фактов.

  • Швейцария не вступала в ООН до 2002 года и была суверенным государством до того, как вступила в нее.
  • Соединенное Королевство играет существенную роль на мировом экономическом фронте и является постоянным членом Совета Безопасности ООН.Тем не менее, Соединенное Королевство включает Англию, Северную Ирландию, Шотландию и Уэльс. У всех четверых сложная политическая история, включая территориальные споры. Они продолжаются по сей день.
  • Гренландия сама по себе не является членом ООН и ведет большую часть своих внутренних дел. Однако он контролируется Данией, которая находится в Европе за тысячи миль. Дания также намного меньше Гренландии!
  • Ниуэ и Острова Кука не являются членами ООН.Они оба состоят в свободной ассоциации с Новой Зеландией. Новая Зеландия является «членом» нескольких специализированных агентств ООН. Они признаны «полноправными членами».
  • Кроме того, всего 39 регионов зависят от других территорий: Тайвань, Гонконг, Пуэрто-Рико, Реюньон, Макао, Западная Сахара, Гваделупа, Мартиника, Французская Гвиана, Новая Каледония, Французская Полинезия, Майотта, Нормандские острова, Гуам, Кюрасао, Аруба, Виргинские острова США, остров Мэн, Каймановы острова, Бермуды, Северные Марианские острова, Гренландия, Американское Самоа, Фарерские острова, Синт-Мартен, Теркс и Кайкос, Гибралтар, Британские Виргинские острова, Карибский бассейн, Нидерланды, Острова Кука , Ангилья Уоллис и Футуна, Сен-Бартелеми, остров Святой Елены, Сен-Пьер и Микелон, Монтсеррат, Фолклендские острова, Ниуэ и Токелау.

Будущее

Некоторые исследователи считают, что в будущем стран может быть еще больше. Одна из них — Восточная и Западная Ливия. Это связано с тем, что Ливия часто переживала беспорядки из-за того, что экстремисты боролись за контроль, а различные правительства пытались захватить власть после свержения Каддафи. Каталония — финансовый центр страны, расположенный в Барселоне, Испания. Каталонцы много лет хотели создать отдельное государство, хотя многие выступают против разделения.

Сомалиленд (часть Сомали) считает себя независимым и имеет собственное правительство, армию и валюту. Он провозгласил независимость и поддерживает неформальные связи с другими странами. Однако формальное признание со стороны остального мира еще впереди.

Нет, Шотландия — это не страна; это часть Соединенного Королевства. Некоторые шотландцы хотят сохранить все как есть, а другие хотят разделиться.Голосование на референдуме 2014 года за независимость Шотландии не прошло, а голосование за Брексит показало, что 62 процента хотят остаться в Европейском союзе.

государства с полным международным признанием

2877797

9037 17

38 905

38 905

38 905 905 Фасо

9 0538

5 905 863

Канада

9038

Congav5

0537 341,500

«Свазиленд»)

38 905 38

38 905 Гвинея-Бисау

9 0537 1380004385

Киргизия

905 905

905 538

905 905 905

905 905 905 Мальд 20,250,833

5 Мавритан

905

2,78,290

08

Нигерия

Северная Македония

Северная Македония

, 241

5

905

5 1

183627

9038 9038 Испания 11,193,725

38

6

905 388 905

90 537 Уганда

3,473,730

79

0537 Йемен

9388386 962,950

Сколько существует измерений?

(Последнее обновление: 15 апреля 2019 г.)

Сколько существует измерений?

Вопрос о том, сколько существует измерений, является непростым.Многие из вас, вероятно, ожидают найти конкретный ответ, но если сложить вместе двух физиков, они могут даже не прийти к единому мнению о том, сколько их. В зависимости от теории, на которую вы подписаны, количество может увеличиваться до 26.

Но давайте начнем с того, что вы можете воспринять (и, возможно, осмыслить). Как люди, мы воспринимаем в трех измерениях; длина, ширина и глубина. Большинство из нас может понять идею 4-го измерения, времени. Общая теория относительности Эйнштейна работает в этих четырех измерениях, но именно здесь теория Эйнштейна перестает добавлять измерения.

Чтобы полностью упростить, общая теория относительности дала нам идею о том, что гравитация связана со временем и пространством. Он просит вас представить пространство и время (буквально называемое пространством-временем) в виде большой ткани. Когда вы помещаете массивный объект в пространство-время, например, черную дыру, ткань искажается. Для тех из вас, кто видел Interstellar, , идея потерять большую сумму лет после того, как пробыла относительно короткий период времени возле черной дыры из-за ее массы, частично исходит от Эйнштейна (следовательно, объект такой большой массы искажает само пространство и время).Мы не рекомендуем летать рядом с черными дырами по многим причинам, но, вероятно, главная из них — разорвать атомы на части.

Теория Эйнштейна могла работать в четырех измерениях, но как же тогда нам добраться до 26?

Что такое размер?

Прежде чем мы продолжим, вероятно, важно определить, что такое измерение. Есть измерения, которые мы можем воспринимать и пытаться концептуализировать, и именно об этом мы сейчас говорим. Но мы должны установить, что математически измерение — это просто другая координата на плоскости.

Надеюсь, вы все еще помните геометрию средней и старшей школы, особенно плоскость координат x — y. Это математическое представление двух измерений. Вы также можете вспомнить, что для построения круга на двухосевой плоскости уравнение: x 2 + y 2 = 1.

С математической точки зрения, вы могли бы продолжать добавлять столько измерений, сколько захотите, x 2 + y 2 + z 2 = 1 и так далее по своему желанию. Но, хотя технически может продолжаться вечно, те из вас, кто следит за ним, вероятно, поняли, что человеческий разум не может концептуализировать эту форму за пределами третьей оси.x 2 + y 2 + z 2 = 1 имело смысл, поскольку он превратил круг в сферу, но x 2 + y 2 + z 2 + a 2 = 1 не не рассчитывать на то, как мы взаимодействуем с миром. Однако важно понимать, что вы можете символически добавить столько измерений, сколько захотите.

Есть ли более четырех измерений?

Вы, вероятно, все еще задаетесь вопросом, что представляют собой размеры после четырех, и это очень важно, потому что они могут отличаться в зависимости от того, куда вы смотрите.Давайте начнем с истоков 5-го измерения как концепции. Пришел Теодор Калуца ​​и, руководствуясь принципами, изложенными выше (что вы могли продолжать добавлять измерения к евклидовой геометрии навсегда), добавил в смесь идею пятого измерения. Оказывается, применение этой идеи к общей теории относительности Эйнштейна было проверено математически, но эта идея не была воспринята слишком хорошо, когда была представлена ​​в 1919 году.

Перенесемся в 60-е годы, когда появилась теория струн. Именно тогда мы начали крушить все вместе и открыли элементарные частицы (мы также начали изучать сильные / слабые ядерные взаимодействия).Это приводит ко всевозможным фанкам, когда наблюдение за чем-то меняет его свойства (принцип неопределенности Гейзенберга).

Короче говоря, мы получили 10 общих размеров. У нас есть четыре измерения, установленные Эйнштейном (это самые большие из них, которые мы рассматриваем), и добавлены еще шесть («микроразмеры»). Один из шести посвящен электромагнитным силам, а остальные пять — ядерным силам.

Можем ли мы выйти за пределы 10 измерений?

За пределами 10 измерений все становится еще более туманным.Мы стали свидетелями появления M-теории в 90-х годах, и, прежде чем вы спросите, нет, мы не знаем, что означает M. Парень, создавший это (Эдвард Виттен), считает, что это должно быть «волшебство» или «загадка», но при этом уступает, что настоящее слово следует выбирать только тогда, когда М-Теория больше оторвется от земли и изложит свои основы. Этот добавляет 11-е измерение благодаря работе над супергравитацией и суперсимметрией.

На этом все обычно заканчивается, поскольку даже твердолобые теоретики струн скажут вам, что доказать 10 или даже 11 измерений чрезвычайно сложно.Но есть вероятность, что существуют измерения до 26. На сегодня это немного сложно, но если вас интересует интенсивная теория бозонных струн (глядя на бозон Хиггса здесь), вот кое-что из Корнелла. в теме.


Вам понравился этот пост? Если да, возможно, вам понравятся эти другие из блога Sporcle.

Думаете, что вы бог физики? Вы можете сначала пройти тест, указанный ниже.

Комментарии

комментария

Почему на Луне есть кратеры?

Астероид или метеор с большей вероятностью столкнется с Землей, потому что Земля намного больше Луны, что дает метеороиду большую площадь для удара! Но мы можем видеть много тысяч кратеров на Луне, а на Земле нам известно только около 180! Почему это?

На самом деле и Земля, и Луна подвергались ударам много-много раз на протяжении их долгой четверки.5 миллиардов лет истории.

Этот вид покрытого кратерами Южного полюса Луны был замечен космическим кораблем НАСА «Клементина» в 1996 году. Фото: NASA / JPL / USGS

Куда делись все кратеры Земли?

Основное различие между ними состоит в том, что на Земле есть процессы, которые могут стереть почти все свидетельства прошлых столкновений. В
Луна — нет. Практически любая крошечная вмятина, оставленная на поверхности Луны, останется там.

Три процесса помогают Земле удерживать кратер на поверхности.Первый называется эрозией. На Земле есть погода, вода и растения. Они действуют вместе, разрушаясь и стирая землю. В конце концов, эрозия может разрушить кратер практически до нуля.

Озеро Маникуаган, кольцеобразное озеро в Квебеке, Канада, — это все, что осталось от кратера от мощного удара более 200 миллионов лет назад. Предоставлено: NASA / GSFC / LaRC / JPL / MISR Team

.

Хотя они были сделаны в 1971 году, следы этих астронавтов Аполлона 14 были легко видны с космического корабля НАСА, находившегося на орбите вокруг Луны в 2011 году (следы выделены желтым).Предоставлено: NASA / LRO

.

На Луне почти нет эрозии, потому что на ней нет атмосферы. Это означает, что здесь нет ветра, нет погоды и, конечно же, нет растений. Практически ничто не может удалить следы на его поверхности после их нанесения. Пыльные шаги космонавтов, которые когда-то ходили по Луне, сохранились и сегодня, и в ближайшее время они никуда не денутся.

Вторая вещь — это тектоника. Тектоника — это процессы, которые заставляют поверхность нашей планеты образовывать новые породы, избавляться от старых и сдвигаться в течение миллионов лет.

Из-за тектоники поверхность Земли многократно перерабатывалась на протяжении своей долгой истории. В результате очень немногие камни на Земле имеют такой же возраст, как камни на Луне. На Луне уже миллиарды лет не было тектоники. У кратеров гораздо больше времени, чтобы образоваться и оставаться на месте.

Третье — вулканизм. Вулканические потоки могут скрывать ударные кратеры. Это основной способ прикрытия ударных кратеров в других частях нашей солнечной системы, но он менее важен, чем переработка коры здесь, на Земле.Когда-то на Луне были большие вулканические потоки, которые скрывали многие из более крупных более ранних столкновений, но она была без вулканизма около трех миллиардов лет.

Бессильная Луна

Луна может привлечь меньше кусочков космического камня, чем Земля, но Луна бессильна что-либо с этим поделать после удара.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2021 © Все права защищены.

Шаблон от WP Puzzle

Страна Население (2020) Площадь земли (км²) Плотность (P / км²)
Афганистан 38,928,346 652,837

27400 105
Алжир 43851044 2381740 18
Андорра 77265 470 164
Ангола 32866272 1246700 26
Антигуа и Барбуда 97,929 440 223
Аргентина 45,195,774 2,736,690

45,195,774 2,736,690 17
905 905 905 9038

17
905 905 905 905 370538
905 25 499 884 7 682 300 90 538

3
Австрия 9 006 398 82,409 109
Азербайджан 10,139,177 82,658 123 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 1701575 760 2239
Бангладеш 164689383 130170 1265
Барбадос 287375 430 668
Беларусь 9449323 202910 47
Бельгия 11,589,623 30,280 383
Белиз 397,628 22,810 17
00 1125 Бенин 538

771608 38117 20
Боливия 11673021 1083300 11
Босния и Герцеговина 3280819 51000 64
Ботсвана 2351627 566730 4
Бразилия 212,559,417 8,358,140 25
Бруней 437,479 5237 437,479 5237 83

5237 83

5237 83

20,903,273 273,600 76
Бурунди 11,890,784 25,680 463
Кот-д’Ивуар 26,3375

Côte d’Ivoire 4,030 138
Камбоджа 16,718,965 176,520 95
Камерун 26,545,863 472,710 472,710 472,710
Центральноафриканская Республика 4,829,767 622,980 8
Чад 16,425,864 1,259,200 13
9038 905 905 9038 9038

Чили 9,388,211 153
Колумбия 50,882,891 1,109,500 46
Коморские острова 869,601 5
16
Коста-Рика 5,094,118 51,060 100
Хорватия 4,105,267 55,960 55,960 903

Кипр 1,207,359 9240 131
Чехия (Чехия) 10,708,981 77,240 139
905 905 Демократическая Республика Демократическая Республика

Дания 5,792,202 42,430 137
Джибути 988,000 23,180 43 23,180 43
Доминика 90,98638 71 Доминика 90,98638

90 537 48,320 225
Эквадор 17,643,054 248,360 71
Египет 102,334,404 995,450 995,450 995,450
Экваториальная Гвинея 1,402,985 28,050 50
Эритрея 3,546,421 101,000 35
Эстония 1,160,164 17,200 67
Эфиопия 114,963,588 1,000,000 115
115
Фиджи 905,438

8965 8965

303,890 18
Франция 65,273,511 547,557 119
Габон 2,225,734 257,670 938

257,670 9389

257,670 9

Грузия 3,989,167 69,490 57
Германия 83,783,942 348,560 240
Гана 905,938

5 Гана 905,938

5 905 , 900 81
Гренада 112,523 340 331
Гватемала 17,915,568 107,16033

17,915,568 107,16033 167

167

1,968,001 28,120 70
Гайана 786,552 196,850 4
196,850 4
9038 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 47

0 2,003
Гондурас 9,904,607 111,890 89
Венгрия 9,6602433 905 9,6602433 905 905 905 405 905 905

Индия 2973190 464
Индонезия 273523615 1811570 151
Иран 83992949 1628550 52
Ирак 40222493 434320 93
Ирландия 4,937,786 68,890 72
Израиль 8,655,535 21,640 400
5

10,830 273
Япония 126,476,461 364,555 347
Иордания 10,203,134 88,737 115,705 88,780 115,70 00 7
Кения 53,771,296 569,140 94
Кирибати 119,449 810 147 810 147
6,524,195 191,800 34
Лаос 7,275,560 230,800 32
Латвия 1,886,19825905 1,886,19825 905 905

667
Лесото 2,142,249 30,360 71
Либерия 5,057,681 96,320 5,057,681 96,320 53
53
38,128 160 238
Литва 2,722,289 62,674 43
Люксембург 625,978 2,5905 905

625,978 2,5905 905

625,978 2,5905 905 905 48
Малави 19,129,952 94,280 203
Малайзия 32,365,999 328,550 99
99
1,220,190 17
Мальта 441,543 320 1,380
Маршалловы Острова 59,190 5 905 905

59,190 325 180 5
Маврикий 1,271,768 2,030 626
Мексика 128,932,753 1,943,950 66 4,033,963 32,850 123
Монако 39,242 1 26,337
Монголия 3,278,290 1,538 905
Марокко 36,910,560 446,300 83
Мозамбик 31,255,435 786,380 40 00 905

786,380 40 905 905

Намибия 2540905 823290 3
науру 10824 20 541
Непал 2 143350 203
Нидерланды 17134872 33720 508
Новая Зеландия 4,822,233 263,310 18
Никарагуа 6,624,554

6,624,554 120,340 33 905 120,340 55 120,340 55 206,139,589 910,770 226
Северная Корея 25,778,816 120,410 214
2,038

214
2,038 365,268 15
Оман 5,106,626 309,500 16
Пакистан 220,892,340 7708605 9038 9038 9038

770,860
Панама 4,314,767 74,340 58
Папуа-Новая Гвинея 8,947,024 452,860 20 452,860 39538

20
32,971,854 1,280,000 26
Филиппины 109,581,078 298,170 368
Польша

368
Польша 37,846,611 30611
Катар 2,881,053 11,610 248
Румыния 19,237,691 230,170 84
84
84
12,952,218 24,670 525
Сент-Китс и Невис 53,199 260 205
Сент-Люсия
905 905

183,627 610 110,940 390 284
Самоа 198,414 2,830 70
Сан-Марино 33,931 60 565 60 565 228
Саудовская Аравия 34813871 2149690 16
Сенегал 16.743.927 192,530 87
Сербия 8737371 87460 100
Seychelles 98347 460 214
Сьерра-Леоне 7,976,983 72,180 111
Сингапур 5,850,342 114 700 8,358 9038 9038 9038 9038

8,358 905 905 38

Словения 2,078,938 20140 103
Соломоновы Острова 686,884 27,990 25
Сомали 15,840 7 59,308,690 1,213,090 49
Южная Корея 51,269,185 97,230 527
Южный Судан 11,193,725

38 905

94
Шри-Ланка 21,413,249 62,710 341
Судан 43,849,260 43,849,260 1,765,048 25

10,099,265 410,340 25
Швейцария 8,654,622 39,516 219
Сирия 17,500,658 905 903 17,500,658 905 60 68
Танзания 59,734,218 885,800 67
Таиланд 69,799,978 510,833

69,799,978 510,83390 137,455 905 905 905 905 38

Того 8,278,724 54,390 152
Тонга 105,695 720 147 720 147
Тринидад и Тобаго 155,360 76
Турция 84,339,067 769,630 110
Туркменистан 6,031,200
469,930
45,741,007 199,810 229
Украина 43,733,762 579,320 75
Соединенное Королевство Арабские Эмираты 9,837405 9038 241,930 281
Соединенные Штаты Америки 331,002,651 9,147,420 36
Уругвай 3,473,730 175,037

3,473,730

Вануату 307,145 12,190 25
Венесуэла 28,435,940 882,050 32 905 905 905 38 905 37 32
29,825,964 527,970 56
Замбия 18,383,955 743,390 25
388,8245

Зимбабве 14862,950