Альманах "Наследие"

Раз, два, три, четыре…пять измерений!

Насколько многомерен наш мир? Переходит ли он на новый, неизвестный нам уровень? Рассказываем в нашей статье.

Обычный плоский (нет) трёхмерный мир Пространство-время Многомерность пространства и маломерный мир

Частенько можно услышать, что наши времена настолько значимы и сложны, потому что планета переходит в пятое измерение. Происходит изменение вибраций, настройки Вселенной становятся иными, и скоро в реальности всё будет не так, как на самом деле. 

Кадр из фильма 5 Измерение
Источник ru.wallpaper.mob.org // Кадр из фильма 5 Измерение

На самом деле наша планета испокон веков существует в пятом измерении. В некоторых теориях этих измерений существует и десять, и двадцать шесть. Откуда эти измерения берутся и в каком мире мы живём? Рассказываем в нашей статье. 

Обычный плоский (нет) трёхмерный мир

Классические три измерения, привычные нам — это длина, ширина и высота. Пространство, размерность которого равна трём, называется Евклидовым — по имени древнегреческого математика Евклида, автора «Начал», первого теоретического трактата по математике, дошедшего до наших дней. 

То, что пространство трёхмерно, известно всем и каждому не только с уроков математики в школе; это данность нашего зрительного опыта и восприятия в принципе. 

Любой объект для нашего зрения трёхмерен: это понимание развивается у человека ещё во младенческом возрасте. Ребёнок с самого своего рождения учится обрабатывать зрительные и слуховые сигналы, и на почве этого анализа у него появляется понимание трёхмерности пространства. Он учится координировать свои движения, оценивать и определять положение объектов вокруг себя и относительно друг друга. Развитие трёхмерного мышления в этом возрасте неотделимо от процесса мышления в целом: ребёнок познаёт весь окружающий его физический мир. 

кадр из фильма интерстеллар
Источник habr.com // Кадр из фильма интерстеллар

В классической аналитической геометрии любая точка окружающего пространства может быть описана как набор трёх координат. Три перпендикулярных друг другу оси — что несколько напоминает большой куб — выходят из одной точки начала координат, и положение объекта определяется расстоянием от начала отсчёта до объекта, измеренное вдоль нужной оси. 

Координатную систему предложил в 1637 году знаменитый философ Рене Декарт в своём труде «Геометрия»; правда, он применял этот метод только на плоскости. В три измерения эту систему, которую называют сейчас либо декартовой, либо прямоугольной, перевел Леонард Эйлер — один из величайших математиков и механиков в истории, внёсший огромный вклад в становление российской науки в XVIII веке. 

Существуют и другие системы координат – например, цилиндрическая и сферическая, удобные для астрономических вычислений. Но всё равно они имеют дело со всё теми же самыми тремя измерениями — однородными длиной, шириной и высотой. Где взять ещё? 

Пространство-время

Три измерения нам подвластны всегда: мы можем спокойно передвигаться вдоль любой из умозрительных осей координат как душе угодно. Но всё меняется, когда приходит оно! Время. 

Время — это четвёртое измерение. Можем ли мы передвигаться по нему так же, как в длину, ширину и высоту? Рассказываем в нашей статье «Мечта о машине времени»

В классической механике время отделено от пространства и считается однородной величиной. Предполагается, что оно имеет постоянную скорость течения, и скорость эта совсем не зависит и не может зависеть от чего-то внешнего или от того, кто и как его наблюдает. Однако в теории относительности время включено в пространство, и речь идёт о том, что мы существует в едином континууме, который описан как физическая модель «пространство–время». 

Если в трёхмерном евклидовом пространстве для указания на объект нам требовалось три координаты — длина, ширина и высота — то при использовании модели пространственно-временного континуума нам понадобятся уже четыре координаты. И позиция в этом пространстве-времени будет называться событием. У события будут четыре числа — трёхмерные координаты и положение во времени. 

Это событие ни в коем разе не следует понимать в бытовом, обыденном ключе — вроде раннего утреннего подъёма или концерта любимой группы. Это всё та же точка — просто у неё есть дополнительное измерение; математическое событие имеет нулевую длительность. 

Вообще большая часть многомудрых теорий о переходе планеты в пятое и двадцать пятое измерение имеет своё начало как раз в терминологической путанице и в том, что для математических и физических понятий с их однозначными определениями используются простые слова обыденного человеческого языка — пространство, время, измерение, событие. Ну и в столь же обыденной человеческой безграмотности, разумеется. 

Немного об относительности

Впервые модель пространственно-временного континуума была сформулирована великим и знаменитым Альбертом Эйнштейном — сначала в специальной теории относительности, потом в общей. 

Альберт Эйнштейн
Источник interesnyefakty.org // Альберт Эйнштейн

Связь пространства и времени в этой модели можно объяснить следующим примером. Предположим, вы летите в космическом корабле, который умеет развивать скорость в половину скорости света — что сейчас пока невозможно, но мы проводим мысленный эксперимент. У вас в руках есть лазерная указка, и вы с её помощью посылаете вертикальный луч в потолок. На потолке — зеркало, луч от него отражается и свет от него падает на детектор, расположенный на полу. Для вас картина будет выглядеть так: вертикальный луч ушёл к зеркалу и столь же вертикально отразился от него в сторону детектора. 

Добавим в картину других персонажей. Вы по-прежнему летите на корабле и пускаете лучи в потолок, но теперь за вами наблюдает космонавт из другого корабля, мирно летящего со скоростью всего лишь 7,7 км/с. Для него луч света вовсе не будет вертикальным — он пройдёт по диагонали до зеркала и по другой диагонали дойдёт до детектора. Траектория луча для вас обоих будет различной; время, которое потребуется лучу, чтобы преодолеть пространство — тоже. Космонавту-наблюдателю покажется, что время на вашем корабле течёт медленней. 

Время течёт необратимо, но можно попытаться его сохранить. О капсулах времени рассказываем в нашей статье «Капсула времени KEO»  

Множество экспериментов уже не мыслительных, а реальных, проведённых с момента публикации теории относительности, только лишь подтвердили то, что восприятие пространства и времени действительно зависит от скорости движения объектов. Но самое важное, что здесь следует заметить — это работает в случае скоростей, близких к скорости света. Это всё ещё история о нашем реальном мире — но за гранью обычного человеческого чувственного восприятия. 

Многомерность пространства и маломерный мир

Идея дополнительного пространственного измерения владела умами учёных достаточно давно. Если физики заинтересовались дополнительными измерениями чуть более века назад, то математики и философы развивали эту идею уже давно. 

Тридцать три раза тессеракт!

Проведём ещё один мысленный эксперимент. Вокруг нас — трёхмерный мир, но мы предположим существование мира двухмерного. Для существ из этого двухмерного плоского мира мы равносильны всесильным богам — могли бы, например, запросто поднять двухмерного человечка с его привычной плоскости наверх; могли проходить сквозь плоский мир, оставляя на нём поперечное сечение собственного тела; спокойно телепортировали бы этих человечков из одной точки в другую. 

Попытка экстраполировать результаты этого мысленного эксперимента уже на взаимодействие нашей трёхмерной реальности и реальности четырёхмерной породили к концу XIX века концепт тессеракта. Это четырёхмерный куб; название ему придумал британский математик и мистик (да, порой это вполне сочетается) Чарльз Говард Хинтон. 

Четвёртое измерение здесь представлено математически и умозрительно — если мир трёхмерный можно представить как бесконечное количество двухмерных плоскостей, расположенных вдоль третьей оси, то мир четырёхмерный – это бесконечное количество трёхмерных пространств, располагающихся по четвёртой оси координат. 

Тессеракт надолго занял умы и учёных, и художников. У фантаста Роберта Хайнлайна в одном из романов есть восьмикомнатный дом в форме развёрнутого тессеракта; в триллере «Куб 2: Гиперкуб» герои попадают в серию неприятностей в лабиринте из комнат, находящемся в этой фигуре. Даже во вселенной Marvel есть тессеракт!

триллере «Куб 2: Гиперкуб»
Источник artstation.com // Кадр из фильма «Куб 2: Гиперкуб»

Немецкий математик Бернхард Риман в середине XIX века математически обосновал возможность существования N-мерного пространства: его доклад «О гипотезах, лежащих в основании геометрии» определил саму теоретическую возможность пространственного многообразия. Однако вдобавок к этому он сделал очень важное — и, как потом выяснилось, очень точное — предположение: что сложности с измерениями касаются макромира и микромира, то есть существуют в масштабах космологических и микроскопических.

Волна и частица 

«Эмпирические понятия, на которых основывается установление пространственных метрических отношений — понятия твёрдого тела и светового луча, по-видимому, теряют всякую определённость в бесконечно малом», — писал Риман. Это бесконечно малое принесло за предыдущий XX век и текущий XXI огромное количество научных открытий и вопросов, не имеющих однозначных ответов. 

Бесконечно малое — вернее, квант, неделимая часть какой-либо величины, от количества движения до энергии — вычислили сначала теоретически и почти случайно. Знаменитый немецкий учёный Макс Планк, решая задачу излучения абсолютно чёрного тела, предположил, что электромагнитные волны — к которым в том числе относится и видимый нами всеми свет — могут испускаться только дискретными порциями энергии. Их-то он и назвал квантами. 

Источник artstation.com

При дальнейшем изучении этих квантов выяснилось, что они ведут себя совсем не так, как привычные нам вещи в мире: например, являются одновременно волной и частицей. Даже более крупный элемент этого микромира, электрон, ведёт себя таким же образом. На субатомном уровне кванты словно «размазаны» по пространству. И как раз в мире этих крайне неопределённых частиц, и существуют дополнительные измерения — разные квантовые теории насчитывают от 11 до 26 возможных пространственных измерений. Вернее то, что мы привычно понимаем под этим словом — потому что в микромире пространство и время ведут себя настолько непривычно, что наши обычные понятия левого и правого, до и после там не работают. 

Мы все уже давно живём в очень многомерном мире, и он был таким ещё до появления самого человеческого рода на Земле. Да и до появления Земли тоже. Передайте многомерность своей жизни и своего прошлого будущим поколениям в цифровой капсуле времени

Сохраните для ваших потомков пространство вашей памяти в Цифровой капсуле времени.

    Поделиться:

    Ранее по теме

    От полотен на древнерусские темы до эзотерики - жизнь...

    08.05.2024 Наследие
    Футурология

    Рассказываем, за сколько времени можно долететь до...

    17.04.2024 История
    Футурология

    «Homo Deus: краткая история будущего» – книга о...

    09.04.2024 Будущее
    Футурология

    Что скрывается под странным названием "парадокс...

    05.04.2024 Наука
    Футурология

    Кто такой демон Лапласа? Что это за мысленный...

    28.03.2024 Наука
    Футурология

    Что такое римский клуб? Действительно ли это самая...

    14.03.2024 История
    Футурология

    Комментариев: 0 обсудить?

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    15 − 5 =

    Подпишитесь, чтобы получать новый контент.

    Мы не спамим! Прочтите нашу политику конфиденциальности, чтобы узнать больше.