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
У Вселенной может быть пятое измерение
Еще в 1920-х годах прошлого века, в попытках объединить силы гравитации и электромагнетизма, Теодор Калуца и Оскар Клейн предположили о существовании дополнительного измерения за пределами привычных трех пространственных измерений и времени – которые в физике объединены в 4-мерное пространство-время. Если оно существует, то такое новое измерение должно быть невероятно крошечным и незаметным для человеческого глаза. В конце 1990-х годов эта идея пережила замечательный ренессанс, когда ученые осознали, что существование пятого измерения может дать ответы на некоторые из фундаментальных вопросов физики элементарных частиц. В частности, Юваль Гроссман из Стэнфордского университета и Маттиас Нойберт, в те годы профессор Корнельского университета, в своем исследовании показали, что внедрение стандартной модели физики элементарных частиц в 5-мерное пространство-время может объяснить интригующие закономерности, наблюдаемые в массах элементарных частиц.
Ученые почти уверены, что нашли портал в пятое измерение.
Чем является темная материя?
Считается, что темная материя – это таинственная форма материи, недоступная прямому наблюдению, так как она не участвует в электромагнитном взаимодействии. Темная материя также составляет большую часть массы Вселенной. В начале 1930-х годов радиоастроном Ян Оорт укрепил гипотезу о существовании темной материи обнаружив, что для того, чтобы местная группа галактик двигалась, должно существовать больше материи, чем мы наблюдаем. С тех самых пор темная материя помогает исследователям объяснить как работает гравитация, потому что многие объекты просто растворились бы или развалились без некого «х-фактора» – темной материи. Так как эта таинственная субстанция не разрушает частицы, которые мы видим и «чувствуем», она должна обладать и другими особыми свойствами.
Однако в физике немало проблем и помимо темной материи существует целых спектр вопросов, на которые нет ответа в рамках стандартной модели. «Одним из наиболее значимых примеров является так называемая проблема иерархии, вопрос, почему бозон Хиггса намного легче, чем характерная шкала гравитации. Стандартная модель не может вместить некоторые другие наблюдаемые явления. Одним из наиболее ярких примеров является существование темной материи», – пишут авторы исследования, опубликованного в журнале The European Physical Journal C.
Таинственная темная материя не видима для наблюдения.
Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш канал в Google News!
Физики из Университета Иоганна Гутенберга в Майнце, Германия, пришли к выводу, что темная материя могла появиться в результате деятельности фермионов – частиц с полуцелым значением спина. Исследование направлено на то, чтобы объяснить присутствие темной материи с помощью модели WED (models for dark matter). В ходе работы были изучены массы фермионов, которые, по мнению ученых, могут путешествовать в пятое измерение через порталы, создавая темную материю и «фермионную темную материю» в пятом измерении.
Как отметили авторы исследования в беседе с VICE, их первоначальная цель заключалась в том, чтобы «объяснить возможное происхождение масс фермионов в теориях с искаженным дополнительным измерением».
Новая частица, существование которой еще только предстоит доказать, является разновидностью фермиона или субатомной частицы. Физики считают, что эти частицы могут путешествовать через пятое измерение, связывая темную материю со всей наблюдаемой материей во Вселенной. Авторы исследования утверждают, что эта новая частица сможет взаимодействовать с бозоном Хиггса и будет иметь с ним большое сходство. Вот только ее масса будет «тяжелее», так что даже с помощью коллайдера или ускорителя частиц ее нельзя обнаружить.
Как найти частицу пятого измерения?
Обычная материя, как известно, состоит из фермионов. Так что если пятое измерение реально, то фермионы скорее всего в него попадают. И если эти «тяжелые» частицы существуют, то обязательно связывает видимую материю с составляющими темной материи. Изучая 5D-уравнения относительно масс фермионных частиц, физики пришли к выводу о том, что «если эта тяжелая частица существует, то она обязательно будет связывать видимую материю, которую мы знаем и которую мы подробно изучили, с составляющими темной материи, если предположить, что темная материя состоит из фундаментальных фермионов, которые находятся в дополнительном измерении».
Авторы описали частицу как «возможного нового посланника в темный сектор».
Интересно, что с помощью новаторской теории, обилие темной материи в космосе в астрофизических экспериментах можно будет объяснить. «После многих лет поисков возможных подтверждений наших теоретических предсказаний мы теперь уверены, что механизм, который мы обнаружили, сделает темную материю доступной для будущих экспериментов, потому что свойства нового взаимодействия между обычной материей и темной материей – которое опосредуется нашей предложенной частицей – могут быть точно рассчитаны в рамках нашей теории», – пишет Маттиас Нойберт, глава исследовательской группы.
Более того, авторы научной работы полагают, что новая предложенная ими частица может сыграть важную роль в космологической истории Вселенной и даже может быть ответственной за создание гравитационных волн. Подробнее о том, что такое гравитационные волны и как ученым удалось их обнаружить, читайте в материале моего коллеги Артема Сутягина.
Источник
Десять измерений
Упрощенное объяснение 10 измерений Теории струн.
Представьте, что вы живете в озере. Вы рыба с глазами по обе стороны головы, и все, что вы знаете, это подводный мир растительности и других рыб, плавающих вокруг вас. Солнечный свет проникает, рассеивается и преломляется через воду. Вы в своей жизни убеждены, что этот подводный мир всё, что есть, потому что это всё, что вы можете видеть и ощуать. Тем не менее, существует совершенно новая среда за пределами вашей видимости — та, где животным не нужна вода, чтобы дышать, а цветы расцветают в гораздо более засушливом мире.
Это физическая ситуация, в которой и мы находимся. Мы такие же рыбы, и эти все измерения более трехмерного,— это новые среды, которые мы не можем воспринимать. На самом деле Теория струн, которая пытается примирить относительность с квантовой механикой (законы очень большого с очень малым), работает только в том случае, если предположить, что существует гораздо больше, чем четыре измерения, к которым мы привыкли. Физики верят, но пока не могут доказать, что в Мультивселенной существует до 11 измерений. Да, Мультивселенная, это где вселенные — пузыри, которые иногда объединяются вместе или расходятся. Это разделение пузырей вселенных — одна из возможностей того, что могло бы вызвать Большой взрыв.
Итак, упрощенное изложение 10 измерений Теории струн.
Первое измерение
Линия, соединяющая две точки. Нет ни глубины, ни высоты, только ширина. Это можно назвать осью X.
Второе измерение
Теперь мы добавили высоту или ось Y. Представьте любую плоскую фигуру, например треугольник.
Третье измерение
Теперь мы добавили глубину или ось Z. Это измерение, в котором мы ощущаем окружающий нас мир. Оно включает в себя объем и способность получать поперечные сечения от объектов. Вы можете думать об этом измерении как о пространстве без времени.
Четвертое измерение
Четвертое измерение не является пространственным, а состоит из времени. Время помогает построить местоположение объекта во Вселенной, а также добавляет способ изменения третьего измерения. Помните, мы назвали третье измерение пространством без времени? Ну, теперь у нас официально появилось космическое время.
«Время относительно, ясно? Оно может растягиваться, и оно может сжиматься, но… оно не может бежать назад. Просто не может. Единственное, что может перемещаться по измерениям, например времени, — это гравитация».
– Кристофер Нолан (Christopher Nolan), режиссер ильма Interstellar
Пятое измерение
С этого момента появляются более высокие измерения. Они незаметны для нас, считают ученые, потому что они существуют на субатомном уровне. Эти размеры скручиваются сами по себе в процессе, известном как компактификация. Размеры здесь на самом деле имеют дело с возможностями.
В пятом измерении будет новый мир, который позволит нам увидеть сходства и различия между нашим миром и этим новым, существующим в том же положении и имеющим то же начало, что и наша планета, т. е. в результате Большого взрыва.
Шестое измерение
Шестое измерение — это целая плоскость новых миров, которая позволит вам увидеть все возможные будущие, настоящие и прошлые события с тем же началом, что и наша Вселенная.
Седьмое измерение
В седьмом измерении вплоть до девятого, у нас теперь появляется возможность новых вселенных с новыми физическими силами природы и различными законами гравитации и света. Седьмое измерение — это начало этого, где мы сталкиваемся с новыми вселенными, которые имеют иное начало, чем наше. То есть они появились не в результате Большого взрыва.
Восьмое измерение
Это измерение — плоскость всех возможных прошлых и будущих времен для каждой Вселенной, простирающаяся бесконечно.
Девятое измерение
Девятое измерение раскрывает все универсальные законы физики и условия каждой отдельной Вселенной.
Десятое или одиннадцатое измерение
Некоторые ученые считают, что мультивселенная имеет только 10 измерений, в то время как другие говорят об 11-ти. Однако Мультивселенная не может иметь более 11 измерений из-за собственной консистенции — они становятся неустойчивыми и сворачиваются обратно в 10 или 11 измерений. На данный момент, всё возможно. Есть всё будущее и всё прошлое, все начала и все концы, бесконечно расширенное, измерение всего, что вы можете себе представить. Всё складывается вместе.
Теория струн также имеет ответ о загадочном моменте до того, как произошел Большой взрыв. Тогда Вселенная состояла из девяти совершенно симметричных измерений и одного временного измерения. Четыре фундаментальные силы, о которых рассказывалось в Кратком описании Вселенной, — гравитация, слабое и сильное ядерные взаимодействия и электромагнетизм удерживались вместе при чрезвычайно высоком давлении и температуре. Когда это состояние стало неустойчивым, оно раскололось на измерения времени и пространства, которые мы знаем сегодня. Первые четыре заметны нам, в то время как последние шесть или семь были уменьшены до размера меньше, чем атом.
В то время как идея мультивселенной забавна с точки зрения научной фантастики и мечтаний, она также математически обоснована и обеспечит основу для Теории всего, что и является попыткой Теории струн. Это было бы прекрасное сочетание науки, математики и мистики.
Источник