Пятимерное пространство. Теория? Вымысел? Реальность?
В последнее время теория физики существенно расширила свои границы. Если ранее в рамках этого предмета все, что записывалось, имело отражение на практике, то ныне ситуация в корне поменялась. Современные физики говорят о невероятных вещах, которые переворачивают привычный жизненный уклад и заставляют нас полностью переоценивать реальность. Одним из наиболее увлекательных моментов является пятимерное пространство. Мы не можем это себе наглядно представить, но попробуем хотя бы теоретически объяснить.
Небольшая предыстория
Самое интересное, что точного определения тому, что же собой являет пятое измерение, ни математики, ни физики не находят. Что уж говорить о пятом, если четвертое было признано лишь недавно, и то теоретически, и то до сих пор в головах не укладывается.
Итак, наш мозг заточен воспринимать сугубо три измерения: высоту, ширину и длину. Не так давно ученые пришли к выводу, что время является еще одной единицей измерения, которая может иметь такие же свойства, как предыдущие три. Иными словами, временной отрезок являет собой прямую, которая имеет отправную точку 0, измеряется и направлена в положительном направлении (по крайней мере так это измерение воспринимает человек).
Но пятимерное пространство длительное время было загадкой для науки, так как не представлялось возможным найти еще одну прямую линию, которая бы указывала на некие координаты. Именно на основании размышлений на данную тему родилась известнейшая теория струн и многомерности Вселенной, которая кое-как объяснила, что же эта за пятая ось такая.
Объяснение явления
Видя на своем пути человека или какой-либо объект, мы машинально оцениваем или прикидываем на глаз его параметры – высоту (или рост), ширину (или объемы), глубину (те же объемы, но в другом направлении). Однако видим мы его в конкретный момент времени, то есть на определенной точке временной прямой. Если бы мозг человека был приспособлен к видению прошлого и будущего, то пред нами представала бы вся история объекта созерцания, начиная с момента зарождения и заканчивая кончиной, так же как и его рост. Если вы смогли представить себе нечто подобное, то можно переходить к объяснению того, как происходит вхождение в пятимерное пространство.
Говоря простыми словами, это бесконечное количество вариантов развития событий. Выбирайте любую точку на временном отрезке и в этот конкретный момент производите то или иное действие. В зависимости от того, каким оно будет, вам будут представлены варианты бытия, или так называемые альтернативные реальности. Это и есть пятимерное пространство, созданное за счет четырех, идущих перед ним.
Наглядный пример
Впервые к выводу о том, что существует пятое измерение с такими вот на первый взгляд нереальными свойствами, физики пришли после того, как была открыта теория струн. В соответствии с ней, одна квантовая частица может одновременно находиться в бессчетном количестве мест, координаты которых разбросаны по пространству нашей Вселенной. Эта находка нашла свое отражение даже в кинематографе. Фильм «Интерстеллар» продемонстрировал, как выглядит пятимерное пространство. Главный герой попадает в пространственно-временной коридор, где созерцает самого себя на различных этапах жизни. Более того, он видит бесконечное количество вариантов развития этой самой жизни, которые зависят от его решений. Отдаленно эта тема также затронута в картине «Господин Никто», поднимающей важнейший вопрос – вопрос выбора.
Пентеракт. Таинственная геометрия
Гиперкуб – геометрическое определение, которое не встречается в школьном курсе геометрии, однако уже давно существует в официальной науке. Оно используется для обобщенного наименования всех кубов с произвольным числом измерений. Пентакуб или пентеракт непосредственно являют собой фигуру, которая строится в куб в пятимерном пространстве, который имеет 80 ребер, 32 вершины, 80 граней. он также состоит из 40 трехмерных кубов, которые в данном случае называются ячейками, и из 10 тессерактов (четырехмерные ячейки-кубы). Статичное изображение пентеракта – это лишь его проекция, которая не может отобразить его истинную натуру и свойства. Рассматривать данную фигуру лучше всего в динамике, хотя и это зрелище вызывает у человека полное ощущение нереальности происходящего.
Наука и эзотерика
Каких-то 50 лет назад все в мире были уверены в том, что ученые деятели не имеют ничего общего с людьми, обладающими так сказать сверхъестественными способностями. Со стороны первых приводились точные формулы, практические доказательства и факты, описывающие все явления в нашем мире. Вторая же категория людей и их приверженцы видели мир сквозь некую магическую призму, объясняя все, что в нем происходит, влиянием тонких миров.
В наши дни та самая квантовая теория, а также теоретически существующее пятимерное пространство построили мостик между ранее враждующими лагерями. Ученые более не отрицают, что мозг человека и его сознание играют важную роль в мироздании и даже могут оказывать влияние на поведение частиц, из которых состоят атомы. Именно отсюда произошла еще одна невероятная версия, описывающая все эти загадочные явления.
Выход в тонкие миры
Любители медитации, люди, практикующие осознанные сновидения, а также различного рода медиумы знают, где находятся туннели или проходы в пятимерное пространство. По их мнению, это не что иное, как астрал, в который можно попасть путем отделения разума от телесной оболочки. Как утверждают эзотерики, пятое измерение действительно не имеет никаких границ, ни временных, ни пространственных. В нем у человека появляются совсем иные свойства, он сам становится другим, приобретает новые потребности.
Тем, кто не знаком с данной отраслью, остается лишь надеяться на то, что вскорости ученые действительно смогут доказать связь между формулами и разумом и на практике откроют дверь в этот новый и загадочный мир.
Источник
Пятимерное пространство — Five-dimensional space
Пять-мерное пространство является пространством с пятью размерами . В математике , А последовательность из N чисел может представлять собой расположение в качестве N — мерном пространстве . Если интерпретировать физически, это на единицу больше, чем обычные три пространственных измерения и четвертое измерение времени, используемые в релятивистской физике . Является ли вселенная пятимерной или нет — это предмет споров.
СОДЕРЖАНИЕ
Физика
Большая часть ранних работ по пятимерному пространству была попыткой разработать теорию, объединяющую четыре фундаментальных взаимодействия в природе: сильные и слабые ядерные взаимодействия , гравитацию и электромагнетизм . Немецкий математик Теодор Калуца и шведский физик Оскар Кляйн независимо друг от друга разработали теорию Калуцы – Клейна в 1921 году, в которой пятое измерение использовалось для объединения гравитации с электромагнитной силой . Хотя их подходы позже оказались по крайней мере частично неточными, эта концепция послужила основой для дальнейших исследований в прошлом веке.
Чтобы объяснить, почему это измерение нельзя наблюдать напрямую, Кляйн предположил, что пятое измерение будет свернуто в крошечную компактную петлю порядка 10-33 сантиметров. В соответствии с его рассуждениями он представлял свет как нарушение, вызванное рябью в более высоком измерении, находящемся за пределами человеческого восприятия, подобно тому, как рыба в пруду может видеть только тени ряби на поверхности воды, вызванной каплями дождя. Хотя это невозможно обнаружить, это косвенно подразумевает связь между, казалось бы, не связанными друг с другом силами. Теория Калуцы-Клейна пережила возрождение в 1970-х годах из-за появления теории суперструн и супергравитации : концепция, согласно которой реальность состоит из колеблющихся нитей энергии, постулат, математически жизнеспособный только в десяти или более измерениях. Затем теория суперструн превратилась в более общий подход, известный как М-теория . М-теория предложила потенциально наблюдаемое дополнительное измерение в дополнение к десяти основным измерениям, которые допускали бы существование суперструн. Остальные 10 измерений уплотнены или «свернуты» до размера ниже субатомного уровня. Теория Калуцы – Клейна сегодня рассматривается как по существу калибровочная теория , в которой калибровкой является группа окружностей .
Пятое измерение трудно наблюдать напрямую, хотя Большой адронный коллайдер дает возможность зафиксировать косвенные доказательства его существования. Физики предполагают, что столкновения субатомных частиц, в свою очередь, порождают новые частицы в результате столкновения, в том числе гравитон, который вырывается из четвертого измерения, или браны , утекает в пятимерный объем. М-теория могла бы объяснить слабость гравитации по отношению к другим фундаментальным силам природы, что можно увидеть, например, при использовании магнита для поднятия булавки со стола — магнит способен преодолевать гравитационное притяжение всего объекта. земля с легкостью.
Математические подходы были разработаны в начале 20 века, в которых пятое измерение рассматривалось как теоретическая конструкция. Эти теории ссылаются на гильбертово пространство , концепцию, которая постулирует бесконечное количество математических измерений, допускающих неограниченное количество квантовых состояний. Эйнштейн , Bergmann и Bargmann позже пытались расширить четырехмерное пространство — время в общей теории относительности в дополнительное физическое измерение , чтобы включить электромагнетизм, хотя они не увенчались успехом. В своей статье 1938 года Эйнштейн и Бергманн были одними из первых, кто представил современную точку зрения, согласно которой четырехмерная теория, которая на больших расстояниях совпадает с теорией Эйнштейна-Максвелла , выводится из пятимерной теории с полной симметрией во всех пяти измерениях. . Они предположили, что электромагнетизм является результатом гравитационного поля, которое «поляризовано» в пятом измерении.
Главное новшество Эйнштейна и Бергманна заключалось в том, что он серьезно рассматривал пятое измерение как физическую сущность, а не как оправдание для объединения метрического тензора и электромагнитного потенциала. Но затем они отказались, изменив теорию, нарушив ее пятимерную симметрию. Их аргументация, как было предложено Эдвардом Виттеном , заключалась в том, что более симметричная версия теории предсказывала существование нового поля дальнего действия, которое было бы одновременно безмассовым и скалярным , что потребовало бы фундаментальной модификации общей теории относительности Эйнштейна . Пространство Минковского и уравнения Максвелла в вакууме могут быть вложены в пятимерный тензор кривизны Римана .
В 1993 году физик Джерард ‘т Хоофт выдвинул голографический принцип , который объясняет, что информация о дополнительном измерении видна как кривизна в пространстве-времени с одним меньшим измерением . Например, голограммы — это трехмерные изображения, размещенные на двухмерной поверхности, что придает изображению кривизну при движении наблюдателя. Точно так же в общей теории относительности четвертое измерение проявляется в наблюдаемых трех измерениях как траектория кривизны движущейся бесконечно малой (пробной) частицы. ‘Т Хоофт предположил, что пятое измерение на самом деле является тканью пространства-времени .
Пятимерная геометрия
Согласно определению Клейна, «геометрия — это изучение инвариантных свойств пространства-времени при преобразованиях внутри себя». Следовательно, геометрия пятого измерения изучает инвариантные свойства такого пространства-времени, когда мы движемся в нем, выраженные в формальных уравнениях.
Многогранники
В пяти или более измерениях существует только три правильных многогранника . В пяти измерениях это:
- 5-симплекс в симплекс семьи, <3,3,3,3>, с 6 вершинами, 15 ребер, 20 граней (каждый представляет собой равносторонний треугольник ), 15 клеток (каждый обычный тетраэдра ), и 6 hypercells (каждый 5-ячеечная ).
- 5-куб из гиперкуба семьи, <4,3,3,3>, с 32 вершинами, 80 ребер, 80 граней (каждый представляет собой квадрат ), 40 клеток (каждый куб ), а также 10 hypercells (каждый тессеракт ) .
- 5-orthoplex от поперечного многогранника семьи, <3,3,3,4>, с 10 вершинами, 40 ребер, 80 граней (каждый треугольник ), 80 клеток (каждый из тетраэдров ), и 32 hypercells (каждые 5 -ячейка ).
Важным однородным 5-многогранником является 5-полукуб , h <4,3,3,3>имеет половину вершин 5-куба (16), ограниченного чередующимися 5-клеточными и 16-клеточными гиперячейками. Расширен или stericated 5-симплекс является вершиной фигура 5 решетки , 
. Он и имеет двойную симметрию из его симметричной диаграммы Кокстера. Число поцелуев решетки, 30, представлено в ее вершинах. Выпрямляется 5-orthoplex является вершиной фигура D 5 решетки , 
. Его 40 вершин представляют собой число поцелуев решетки и самое высокое для размерности 5.
| А 5 | Авто (A 5 ) | В 5 | D 5 | ||
|---|---|---|---|---|---|
 5-симплекс |  Стерилизованный 5-симплексный |  5-куб  |  5-ортоплекс |  Ректифицированный 5-ортоплекс г |  5-полукуб  ч |
Гиперсфера
Гиперсфера в 5-пространстве (также называемая 4-сферу в связи с его поверхностью , являющейся 4-мерной) состоит из множества всех точек в 5-пространстве на фиксированное расстояние г от центральной точки Р. гиперобъема окружен этой гиперповерхностью является:
V знак равно 8 π 2 р 5 15 <\ displaystyle V = <\ frac <8 \ pi ^ <2>r ^ <5>> <15>>> 
Источник