# ликбез | 10 измерений нашей Вселенной
Когда кто-то упоминает вслух «другие измерения», мы начинаем думать о всяких параллельных Вселенных — альтернативных реальностях, которые существуют параллельно нашей, но в которых все работает или происходит по-другому. Тем не менее реальность измерений и роли, которую они играют в нашем упорядочении Вселенной, серьезно отличается от этого популярного объяснения.
Говоря простыми словами, измерения — это разные грани того, что мы воспринимаем под реальностью. Лучше всего мы знакомы с тремя измерениями, которые окружают нас ежедневно — те, которые определяют длину, ширину и глубину всех объектов в наших Вселенных (оси X, Y и Z соответственно).
Помимо этих трех видимых измерений, ученые предполагают существование других. Теоретические основы теории суперструн говорят, что Вселенная существует в десяти различных измерениях. Эти различные аспекты определяют Вселенную, фундаментальные силы природы и все элементарные частицы в ней.
Первое измерение, как мы отметили, придает длину (оно же ось X). Хорошее описание одномерного объекта — это прямая, которая существует только с точки зрения длины и не имеет никаких других заметных качеств. Добавьте к этому второе измерение, ось Y, или высоту, и получите объект, который стал двухмерным (например, квадрат). Третье измерение включает глубину (ось Z) и придает всем объектам объем. Идеальный пример — куб, который существует в трех измерениях и обладает длиной, шириной, глубиной, а значит, и объемом. Помимо этих трех, существует еще семь измерений, которые не сразу бросаются нам в глаза, но все еще могут восприниматься как имеющие прямое действие на Вселенную и реальность, какой мы ее знаем.
Ученые считают, что четвертым измерением является время, которое определяет свойства всех известных веществ в любой заданной точке. Наряду с тремя другими измерениями, знание положения объектов во времени имеет важное значение для определения положения во Вселенной. Другие измерения прячутся гораздо глубже, а их объяснение иногда бывает сложно понять даже физикам.
Согласно теории суперструн, пятое и шестое измерения возникают там же, где и понятие возможных миров. Если бы мы могли видеть в пятом измерении, мы заметили бы, что тот мир немного отличается от нашего, и получили бы механизмы измерения сходства и различия между нашим миром и другим возможным.
В шестом измерении мы бы видели плоскость возможных миров, на которой могли бы сравнить и расположить все возможные Вселенные, которые начались с теми же начальными условиями, что и наша (то есть с Большого Взрыва). В теории, если бы вы могли овладеть пятым и шестым измерениями, вы могли бы путешествовать назад во времени или выбрать другое будущее.
В седьмом измерении у вас есть доступ к возможным мирам, которые начались с другими начальными условиями. Если в пятом и шестом начальные условия были одинаковыми и только последующие действия были разными, здесь все будет другим с самого начала времен. Восьмое измерение снова дает нам плоскость всех возможных историй Вселенной, каждая из которых начинается с разных начальных условий и разветвляется бесконечно (называются они бесконечностями, очевидно).
В девятом измерении мы можем сопоставить все возможные истории Вселенной, начиная со всех возможных законов физики и начальных условий. В десятом и последнем измерении мы приходим к точке, в которой можем охватить все возможное и вообразимое. За этими пределами мы, простые смертные, не можем представить ничего, это естественное ограничение того, что мы можем постичь в терминах измерений.
Существование этих дополнительных шести измерений, которые мы не можем воспринимать, необходимо для теории струн, чтобы она могла быть кандидатом на фундаментальное объяснение взаимодействий в природе. Тот факт, что мы можем воспринимать только четыре измерения пространства, можно объяснить одним из двух механизмов: либо дополнительные измерения компактны и находятся в мельчайших масштабах, либо наш мир живет в трехмерном подмногообразии, соответствующем бране, которым будут ограничены все известные частицы, кроме гравитации (теория бран).
Как и у других кандидатов на теорию великого объединения — «теорию всего» — предположение, что Вселенная состоит из десяти измерений (или больше, в зависимости от модели теории струн, которую вы берете за основу), это попытка примирить Стандартную модель физики элементарных частиц с существованием гравитации. Короче говоря, это попытка объяснить, как взаимодействуют все известные силы в нашей Вселенной и как могут работать другие возможные Вселенные.
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
Сколько существует измерений во Вселенной?
Согласно традиционной теории, касающейся того, какие измерения существуют во Вселенной, сколько их, человек живет в трехмерном мире. Здесь есть высота, ширина и длина. Порой в качестве четвертого называют время. Однако вопрос, существуют ли другие измерения, продолжает волновать человечество на протяжении уже достаточно долгого времени. В связи с этим постоянно рождаются новые теории об этой необъятной и неизученной Вселенной. Как правило, создаются они в фантастических произведениях.
Парапространство
Вам будет интересно: Приторно-сладкий – это любезный притворщик или плохой обманщик?
Это понятие было создано писателем Сэмюэлем Дилэни. Он принял в расчет идею многих фантастических произведений о том, как человек покидает свой мир, переносясь в другие измерения. Он высказал предположение о том, что они действительно могут присутствовать в реальном мире. Так, когда человек испытывает непонятные, будто чужеродные ощущения, слышит что-либо, чего нет в окружающей действительности, это может быть частью другого, параллельного мира.
Флатландия
Вам будет интересно: Осаждение — это. Описание процесса, скорость, особенности
Этот мир, собранный из 2 измерений, впервые был описан в 1884 году. Его описал Эдвин Эбботт в своей книге. Главным героем ее стал квадратик. В этом мире количество граней и углов указывает на принадлежность к тому или иному социальному слою.
В таком измерении нет Солнца. Но раз в 1000 лет здесь оказывается один человек из трехмерного мира. Однако местное население не верит в существование других миров. Эта книга больше похожа на сатиру, чем на научную фантастику.
Супер-Саргассово море
В поисках ответов на то, какие измерения существуют во Вселенной, исследователь паранормальных явлений Чарльз Форт описал этот параллельный мир. Он заявил о том, что в нем оказываются все предметы, которые пропадают из трехмерного измерения. Порой они возвращаются и исчезают снова. Этим Чарльз объяснил наличие дождей из животных, объектов, которые периодически наблюдаются по всей Земле. Форт посчитал, что это измерение расположилось между Великобританией и Индией.
L-пространство
Вам будет интересно: Понятие ориентировки в пространстве и ее развитие
По-своему отвечает на вопрос, сколько измерений существует на Земле, Терри Пратчетт. L-пространство является особым миром-библиотекой. Это большое информационное поле. Здесь находятся все данные, когда-либо обозначенные на носителях, а также все задуманные. Ряд из них очень опасен, по этой причине путешествие по такому пространству требует соблюдения некоторых правил. О них знают лишь старшие библиотекари.
Гиперпространство
Это понятие применяют во множестве фантастических произведений. Гиперпространство является тоннелем, с помощью которого человек может совершать перемещения в другие миры быстрее скорости света. Идея об этом как о существующем измерении Вселенной была впервые высказана в 1634 году. О нем написал Иоганн Кеплер в произведении Somnium.
Главные герои его планировали оказаться на острове, которые находился в 80000 км над уровнем Земли. Туда могли попасть лишь демоны, использовавшие опиум для погружения героев в сон. После они переносили их на этот остров, применяя силу ускорения.
Карманы Вселенной
Алан Харви Гут был физиком в технологическом институте Массачусетса. Он, отвечая на вопрос, сколько существует измерений пространства, выдвинул свою гипотезу. Она заключалась в постоянной инфляции космоса – он попросту расширяется каждый миг, и возникает все больше отдельных Вселенных, в них действуют свои законы физики.
Теория 10 измерений
Эта теория провозглашает гораздо большее число измерений, чем известные человеку 3. По крайней мере, их имеется 10. Они оказывают влияние на человеческий мир, несмотря на то, что его обитатели их не видят, не воспринимают.
Пятое измерение – это и есть параллельный мир. Шестое является плоскостью, в которой присутствуют Вселенные, похожие на эту. Седьмое измерение является мирами, возникавшими в совершенно иных условиях, нежели известный человеку мир. В восьмом измерении хранится вся история миров. Девятое содержит миры, живущие по иным законам физики, нежели это измерение. Десятое же включает все перечисленные миры. Все их сознание не в состоянии вообразить.
Данные ученых
Вам будет интересно: Псевдослучайное число: методы получения, достоинства и недостатки
Выяснением того, сколько измерений существует в мире, активно занимаются ученые. На данный момент это достаточно загадочный вопрос. Имеются лишь предположения о том, что другие Вселенные могут связываться с какими угодно параметрами. Но на сегодняшний день это что-то из разряда одной лишь диалектики.
Описывая, какие измерения существуют на Земле, многие исследователи утверждают, что иные миры должны быть либо очень маленькими либо огромными. Ведь именно при таких аномальных для человека размерах происходят искажения законов физики. Путешествие во времени совершить возможно – но только в будущее, а не в прошлое. Однако эти высказывания ученых также остаются лишь на уровне теории. Они не доказаны ничем.
Научный взгляд
Когда кто-то задумывается о том, какие измерения существуют, как правило, он подразумевает параллельный мир с альтернативной реальностью. Обычно кажется, что он должен существовать параллельно текущему миру, но в нем все иначе. Но в действительности роль других измерений несколько иная.
Измерения являются различными гранями того, что считается реальностью. С ранних лет человек живет в окружении трех измерений – длины, ширины, глубины. Это оси X, Y, Z. Ученые лишь высказывают предположения о том, что имеются и другие.
Четвертое измерение
Ученые утверждают, что время является четвертым измерением. Вместе с другими осями оно позволяет определить положение предмета в окружающем мире. Остальные измерения с трудом поддаются описанию, несмотря на попытки ученых разгадать и объяснить их.
Описывая, сколько измерений существует во Вселенной, ученые описывают еще шесть в дополнение к традиционным. Если следовать теории струн, именно в них кроется объяснение природных взаимосвязей. Человек воспринимает только три из них, а значит, остальные слишком малы.
История исследований
Большое влияние на мнение ученых касательно того, сколько измерений существует во Вселенной, оказала влияние статья физика Пауля Эренфеста 1917 года. Он перечислял в ней доказательства того, что известные 3 измерения вполне полноценно описывают наш мир.
Он заметил, что для орбит планет нужны обратные законы силы. Иначе бы планеты не сумели следовать по постоянным орбитам.
Вселенная является не только космосом. Математик Герман Минковский некогда задокументировал, что теория относительности Эйнштейна лучше всего выражается в четырех измерениях. Он предложил использовать для описания и пространство, и время. Сам Эйнштейн применял ту же концепцию для описания гравитации.
На протяжении многих лет ученые старались соединить свет как природную силу с ядерной, с гравитацией для создания единой теории фундаментальных сил. Наиболее ранние подходы оказывались неточными.
В ходе своих исследований на эту тему Кляйн выяснил, что 5 измерение едва ли можно увидеть. Пространство только выглядит трехмерным. Следующие же измерения находятся в крошечной петле.
Выясняя, сколько измерений существует, современники этого ученого в начале ХХ века исследовали внутренние измерения. На протяжении всего века предпринимались попытки расширить измерения, найти следующие, включая сюда электромагнетизм.
К концу ХХ века появились новые теории. Так, возникла идея о том, что главнейший компонент природы – нити энергии. Теория суперструн стала распространенной в 90-х годах ХХ века. Она отвечает на вопрос, сколько измерений существует: всего их 10.
Что происходит в других измерениях?
Несмотря на всевозможные попытки фантастов рассказать о том, сколько измерений существует и что в них происходит, реальность оказывается несколько прозаичнее. Человек не воспринимает другие измерения. Известно, что, оказавшись в пятом измерении, человек бы видел мир, который несколько отличается от его привычного. В шестом была бы видна плоскость других миров, которые начинались бы точно так же, как текущий мир. Если бы человек был способен освоить его, он бы сумел переноситься в прошлое и в будущее. Включая и альтернативное будущее.
Седьмое измерение открыло бы путь к другим мирам, начинавшимся с других условий. В предыдущих начало было бы всегда одним, а здесь оно бы было альтернативным.
В восьмом измерении бы обнаружились все возможные истории, у них бы было бесконечное число ответвлений. Начало у каждой разное. Девятое измерение позволило бы сравнить все истории миров с разными законами физики и условиями. В десятом человек бы оказался у точки, где оказалось охваченным все мыслимое. Теория струн объясняет наличие этих 6 измерений.
Если читать научные труды, объясняющие, сколько измерений существует, рано или поздно исследователь наткнется на понятие «брана». Это предмет, точечная частица в более высоких измерениях. Браны двигаются в пространстве и времени. У них есть масса, может иметься и свой заряд.
Вам будет интересно: Землеустройство и кадастры — специальность: что это такое? Государственный университет по землеустройству
Многие ученые полагают, что возможно применить телескоп для обнаружения света из ранней Вселенной, который существовал много миллиардов лет назад. Тогда станет понятным, как дополнительные измерения повлияли на Вселенную.
Если теория струн однажды будет доказана, весь мир признает, что всего существует 10, а может, и больше измерений. Но неизвестно, станет ли когда-нибудь возможным визуально представить высокие измерения.
Современный взгляд
Впервые всерьез задумался о том, что четвертое измерение – это время, Эйнштейн. Выяснилось, что во Вселенной не существует единого времени. Дело не в том, что оно свое в Токио, а в Москве – другое, а в том, что на Луне часы пойдут совершенно иначе, нежели на Земле. Оно относительно. Время сильно зависит от того, с какой скоростью перемещается предмет. Чем он быстрее, тем медленнее будет идти время. По этой причине часы на Луне всегда отстают. Пространство тесно связано со временем.
Есть теория Сасло, согласно которой Вселенная некогда, до такого масштабного расширения, являлась двумерной. Она основывается на предположении о том, что остальные измерения в тот момент были неразличимыми. Ученые считают, что существует некий квант пространства, меньше которого нет. И вполне вероятно, что остальные измерения попросту находились в настолько свернутом положении, что нельзя было выделить их. Впоследствии они начали раскрываться.
В рамках текущей Вселенной очевидно, что 4 измерений недостаточно для описания всего, что наблюдается вокруг. Примечательно, что простых законов Ньютона хватает, чтобы объяснить простейшие явления на Земле. В то время как при расчетах, используемых для космоса, ученые прибегают к теории Эйнштейна и четырехмерной математике. Но даже 4 измерений стало не хватать. На данный момент открыты далеко не все движущие миром законы и силы. Как правило, человек видит очень малую часть Вселенной.
Например, в ходе расчетов ученые сталкиваются со следующими вопросами. Они определяют массу звезд, которую видят точно, с газом между звездами, планетами. При суммировании этой массы получается определенное число. Но если подставить его в формулу вращения, окажется, что края мира двигаются гораздо медленнее, чем они двигаются на самом деле. Массы должно быть в 10 раз больше. Таким образом, ученые видят лишь одну массу, а еще девять не нашли. Это темная материя. К тому же известно, что Вселенная расширяется. А благодаря какой энергии – непонятно.
Важнейшей проблемой исследования космоса и других измерений является стремление человека перенести законы, которые работают на Земле, во внешнюю среду, и в итоге появляется некая темная материя. То есть из частности человек старается вывести общую картину.
По такой же схеме были введены маленькие дополнительные измерения, которые есть, а человек их не видит. С ранних лет жизни мозг человека весьма сильно ограничивается восприятием лишь трех измерений.
Хотя в фантастических произведениях часто описывается, как однажды станет возможным благодаря изучению последующих измерений раздвигать пространство вокруг, входить в закрытые помещения, в реальности, как отмечают ученые, это невозможно. В то же время они не исключают возможность того, что его удастся «гнуть». Например, благодаря неким искривлениям в пространстве и времени человек будет перемещаться из одной точки в другую.
Сейчас самым кратким путем считается прямая. Но, сложив лист и проткнув его насквозь, в конечной точке возможно оказаться мгновенно. Вероятно, это однажды люди будут проделывать с пространством и временем. По сути, трехмерный мир и представляет собой аналогичный плоский лист, который вполне «протыкается». Ученые продолжают активно двигаться в этом направлении. Так, люди не так давно научились обнаруживать планеты в других солнечных системах. Хотя люди понимали, что звезды обладают планетами, но не могли их обнаружить.
Однако ум человека развился до момента, когда сумел воочию видеть планеты, расположенные так далеко, выяснять их состав, не оказываясь на их поверхности. На данный момент человеческий ум активно работает над открытием искажений времени и пространства, измерений.
Источник