De ce trăim într-un spațiu tridimensional, futuriste - viitorul este aici
Trăim într-o lume tridimensională: lungime, lățime și adâncime. Unii ar putea spune, „Dar ceea ce despre a patra dimensiune - timpul?“ Într-adevăr, timpul - aceasta este, de asemenea, măsurarea. Dar întrebarea este, de ce spațiu se măsoară în trei dimensiuni - un mister pentru oamenii de știință. Un nou studiu explică de ce trăim într-o lume 3D.
Întrebarea de ce spațiul este tridimensional, torturându de oameni de știință și filosofi de la cele mai vechi timpuri. Într-adevăr, de ce trei dimensiuni, în loc de zece, sau, să zicem, 45?
În general, patru-dimensional spațiu-timp, (sau 3 + 1-dimensional) formează un spațiu de dimensiune trei, a patra dimensiune este timpul. Există, de asemenea, teorii filosofice și științifice despre multidimensionalitatea timpului, ceea ce sugerează că măsurarea timpului este de fapt mai mult decât pare: săgeata de timp familiar pentru noi, îndreptate din trecut spre viitor prin prezent - doar una dintre posibilele axe. Acest lucru face posibilă o varietate de proiecte de sci-fi, cum ar fi călătoria în timp, și creează, de asemenea, o nouă cosmologie multivariată, care presupune existența unor universuri paralele. Cu toate acestea, existența unor dimensiuni de timp suplimentare până dovedit științific.
Revenind la măsurarea noastre 3 + 1-dimensional. Suntem conștienți de faptul că dimensiunea temporală este asociată cu cea de a doua lege a termodinamicii, care prevede că într-un sistem închis - cum ar fi universul nostru - entropie (măsura haos) crește mereu. Scădere tulburare universală nu se poate. Prin urmare, timpul este întotdeauna îndreptată înainte - și nimic altceva.
Anterior, oamenii de știință au acordat o atenție la dimensiunea universului din cauza așa-numitul principiu atropnym: „Vedem acest univers, pentru că numai într-un astfel de univers, un observator ar putea fi, omule.“ spațiu tridimensional, datorită posibilității de a menține universul în forma în care o vedem. Dacă universul a fost stabilit măsurători, prin legea gravitației a lui Newton nu ar fi posibil stabilă chiar și orbite planetare și structura atomică a substanței: electronii ar cădea pe miez.
In acest studiu, cercetatorii au luat o alta strategie. Ei au sugerat că spațiul este tridimensional, din cauza cantității termodinamică - densitatea de energie liberă Helmholtz. În univers, umplut cu radiații, această densitate poate fi considerată ca presiunea din spațiul. Presiunea depinde de temperatura universului, iar cantitatea de dimensiuni spațiale.
Cercetătorii au arătat că ar putea avea loc în prima fracțiune de secundă după Big Bang, numit epoca Planck. La un moment în care universul a început să se răcească, densitatea Helmholtz a atins primul vârf. Apoi universul a fost o fracțiune de secundă, iar dimensiunile spațiale au fost exact trei. Ideea de baza a studiului este că spațiul tridimensional a fost „înghețat“ de îndată ce densitatea Helmholtz a atins valoarea sa maximă, care interzice trecerea la alte dimensiuni.
Figura de mai jos ilustrează modul în care acest lucru se întâmplă. Stânga - densitate de energie liberă Helmholtz (e) atinge valoarea sa maximă la o temperatură T = 0,93, care apare atunci când spațiul este tridimensional (n = 3). S și U sunt densitatea de entropie și densitatea energetică internă, respectiv. Dreptul arată că trecerea la multidimensionalitatea are loc la o temperatură mai mică de 0,93, ceea ce corespunde la trei măsurători.
Acest lucru se datorează a doua lege a termodinamicii, care permite tranziții la măsurarea mai mare decât atunci când temperatura este peste o valoare critică - nu mai puțin de studii. Universul este în continuă expansiune, iar particulele elementare, fotonii pierd energie - de ce lumea noastră, treptat, se răcește: Cine este temperatura universului este nivelul mult mai mic. care implică trecerea de la 3D-mondial în spațiu multidimensional.
Cercetatorii explica faptul ca dimensiunile spațiale sunt similare cu starea de materie, iar trecerea de la o dimensiune la alta se aseamănă cu o fază de tranziție - cum ar fi topirea gheții, care este posibilă numai la temperaturi foarte ridicate.
Această presupunere lasă încă loc de dimensiuni mai mari, care au existat în epoca Planck când universul era mai cald decât era la temperatura critică.
măsurători suplimentare sunt prezente în mai multe modele cosmologice - în primul rând în teoria corzilor. Acest studiu ar putea explica de ce unele dintre aceste modele au dispărut sau alte dimensiuni sunt minuscule aceleași, așa cum au fost în prima fracțiune de secundă după Big Bang, în timp ce 3D-spațiu continuă să crească în tot universul observabil.
In viitor, cercetatorii planul de a îmbunătăți modelul său de a include efectele cuantice suplimentare care ar putea apărea în prima fracțiune de secundă după Big Bang. În plus, rezultatele modelului augmentată pot servi drept referință pentru cercetătorii care lucrează la alte modele cosmologice, cum ar fi gravitația cuantică.