Nikita Isaev
14 февраля 15:32.
1204

Почему Вселенная имеет именно 3 пространственных измерения?

Ответить
Ответить
Комментировать
1
Подписаться
6
5 ответов
Поделиться
АВТОР ВОПРОСА ОДОБРИЛ ЭТОТ ОТВЕТ

На этот вопрос можно ответить антропным принципом. Мы бы не смогли жить ни в каком другом количестве измерений. 2+1-мерное пространство (2 пространственных и одно временное измерение) плохо по куче причин; во-первых, в нем качественно другая гравитация, нет гравволн, совсем другие звезды и планеты, на которых не зародилась бы жизнь. Во-вторых, в 2+1 вообще волны математически выглядят по-другому. Если в 3+1 возможна локализованная волна, которая прошла и закончилась, в 2+1 волны распространяются так, что след за любой волной затухает бесконечно долго. Такой мир слишком хаотичен и полон реверберациями. В таком мире бы просто не зародилась жизнь. Это аргументы, которые сходу пришли в голову, думаю, можно еще много других придумать.
В 4+1 измерениях и выше совсем по-другому устроены фундаментальные взаимодействия. У нас существует иерархия взаимодействий, гравитационное гораздо слабее остальных. На больших масштабах мы живем в почти классическом мире. В 4+1 измерениях масштаб всех взаимодействий был бы сопоставим, потому что константы взаимодействия электромагнетизма, сильных и слабых взаимодействий перестали быть безразмерными. В таком мире не возникли бы классические дальнодействующие силы вроде электромагнетизма, а значит не возникла бы и жизнь.
3+1-мерное пространство действительно стоит особняком в физике, думаю еще много антропных аргументов можно накидать.

12
-2

Кстати, на тему волновых фронтов в разных размерностях очень хорошо писал великий Арнольд.

0
Ответить

УченыеизТомскавыяснили, чтовнутренниехарактеристикиэлектроновможнопроизвольнымобразомменять, манипулируяформойеговолны, сообщает

"Унашегоисследованияестькакфундаментальные, такипрактическиеприложения. Например, можносоздаватьпучкиэлектроновидругихчастицсзаранеезаданнымихарактеристикамиииспользоватьихдляанализаструктурыметаматериалов, изученияэлементарныхчастиц, ватомнойиядернойфизике, космологииидругихнауках", –рассказываетДмитрийКарловецизТомскогогосударственногоуниверситета.

Сегодняпрактическивсефизики, заисключениемнебольшойгруппымаргиналов, полагают, чтофотоны, электроныипрочие "жители" микромираодновременноведетсебяикакчастицы, икакэлектромагнитныеволны. Набазеэтогофеномена, которыйвпрошломнесовсемкорректноназывали "корпускулярно-волновымдуализмом", построенымногиесовременныетехнологии, такиекакматрицыфотокамериразличныесветодатчики.

Какпередаетпресс-службаРоссийскогонаучногофонда, Карловециегоколлегипоказали, чтосхожиеоперацииможнопроизводитьнетолькосчастицамисвета, ноисэлектронами, заставляяихменятьсвой "уровеньнамагниченности", манипулируяихквантово-волновымисвойствами.

Впрошлом, какотмечаютученые, физикисчитали, чтоподобнуюоперациюосуществитьневозможно, таккакмагнитныехарактеристикиэлектроназависятисключительнооттого, какраспределензарядпочастицеитого, вкакуюсторонунаправленееспин.

Российскиеисследователивыяснили, просчитываясвойстваэтихчастиц, чтона "намагниченность" электронавлияетито, вкакомквантовомсостояниионнаходитсявтотмомент, когдаегосвойстваизмеряют.

Инымисловами, этосвойство, такназываемыйдипольныймагнитныймоментэлектронанаязыкенауки, оказалсянефундаментальнойконстантой, апараметром, чьезначениезависитоттого, каквыглядитволначастицы.

Вэтомотношении, какотмечаютисследователи, электронпохожнатакназываемыелучиЭйриипучкиБесселя. Онипредставляютсобойособымобразом "закрученные" пучкичастицсвета, способныезакручиватьсявспиральилиприниматьзагнутуюформубезучастиялинзидругихоптическихприборов.

Меняясвойстваэлектроновподобнымобразом, ученыесмогутсоздаватьинтересныепучкизаряженныхчастиц, которыеможнобудетиспользоватьдляразличныхквантовыхвычислений, сверхточногоизмеренияразличныхсвойстводиночныхатомов, анализаэлектромагнитныххарактеристик "невозможных" метаматериаловимножествадругихцелей.

КомментироватьПодпискаПредложить новость

0
Ответить

Следует ли из этого ответа, что в мире обязательно должен быть наблюдатель. Или может где есть пятимерные или двадцатимерные миры, но где никто из живых организмов не живёт? А мы только здесь появились

0
Ответить

> Следует ли из этого ответа, что в мире обязательно должен быть наблюдатель.

Конечно, нет.

> Или может где есть пятимерные или двадцатимерные миры, но где никто из живых организмов не живёт? А мы только здесь появились

Естественно.

Существует гипотеза Мультиверса, согласно которой все фундаментальные физические константы суть случайные числа, которые реализуются в огромном множестве Вселенных. В нашей Вселенной эти числа совпали так, что сделали возможным появление человека. В других Вселенных совершенно другая физика. Эта гипотеза, по сути, является полной противоположностью гипотезы тонкой настройки.

0
Ответить
Ещё 2 комментария

Так для мультивселенной доказательств нет. Или есть даже считать, что эта мультивселеенная есть, то там что где то есть и двадцатимерный мир?

0
Ответить

Там что угодно может быть.

Понятно, что доказательств нет. Так же как и для антропного принципа доказательств нет. Это всё философия разной степени философичности.

0
Ответить

У Грега Игана есть книга Dichronauts, где люди живут в 2+2 измерениях

0
Ответить
Ещё 5 комментариев

Николаю Сухову. Попробуйте изложить ваши объяснения языком, доступным среднему выпускнику средней школы.  Без ваших "антропных, ревербераций, качественно другая гравитация ..." и др. мало понятное большинству граждан. Привели бы примеры "сильных и слабых" взаимодействий. Это же очень интересно среднему гражданину. Наших граждан надо развивать.  И помогать им в развитии. "Знания в массы" - если помните такой лозунг. Он актуален и сегодня, и завтра, и всегда.  Какая ИНАЯ гравитация возможна? И почему 3-хмерное пространство не может объяснять возникновение жизни? Опишите таким же количеством предложений, как вы это уже сделали.

0
Ответить

Антропный принцип - это просто, он говорит что такую вселенную, в которой не смогла бы зародиться жизнь, мы бы и не увидели, потому что нас бы там не было. Что касается остального, было бы здорово, если бы для понимания современных теорий не нужно было бы много лет учиться в университете, разом взял и все понял. Увы, это не так. Я не могу простому выпускнику указать на то почему 2+1 гравитация отличается от 3+1 гравитации. Могу только указать на соответствующую литературу по теории относительности, например Мизнер, Торн, Уилер - Гравитация. Чтобы понять почему взаимодействия в 4+1 работают по-другому, надо понимать квантовую теорию поля, можно начать с книжки Пескина и Шредера.
С волнами и реверберациями проще всего, про это даже статья на википедии есть.

+1
Ответить

Игорь, а зачем вам всё это объяснять? 

Это же всё "лженаука", как вы писали в подобном вопросе. Это же всё придумано теми самыми учёными, у которых "же всё теоретизированное и затеоретизированное", и которым "всё разрешено, любые фантазии". Это ведь очередные "лжетеории", ведь "Лжетеорий очень много, Особенно в математике и в физике. Это позор в науке. Слишком многие заинтересованы занимать свои кабинетные должности и оправдывая ЛЮБЫЕ теории". Это та самая "лженаука", о которой вы говорили "А разве не псевдонаучностью в НАУКОобразной упаковке занимается офиц. Физика и Математика, когда РАСТЯГИВАЮТ и СЖИМАЮТ  ВРЕМЯ (бред высшей категории), когда РАСШИРЯЮТ Вселенную, когда создают Вселенную из Большого взрыва (из большой больной головы)....  и мн.др. бреда.". Ведь это придумано "паразитами" "Особенно кабинетными физиками и математиками.  Занимающие должности паразитов. И таких паразитов в науке (в так называемой.... так фальшиво НАЗВАННОЙ: фундаментальной) сегодня слишком много.". Николай Сухов ведь такой же "паразит". Хотите ещё цитатку? Пожалуйста, "фальшивых  "теорий", хоть по "сокращению времени", хоть по "теории струн", хоть по "планетарной  модели атома", хоть по "большому взрыву", хоть по глупому  "расширению вселенной", хоть ...".

Вы же сами говорите, это всё "лженаука". Так зачем вы просите объяснить это вам? Тем более, ещё и простыми словами, хотя такие вещи простыми словами не объясняются. А может, вы забыли? Так я напомню. https://thequestion.ru/questions/470372/obyasnite-pozhaluista-teoriyu-strun-dostupnym-yazykom

0
Ответить

Какими тупыми и безмозглыми надо быть что бы хрень фантазировать наш мир з х мерный и не надо сочинять сказки

-2
Ответить

Если уж на то пошло, наш мир 4х-мерный.

А тупые и безмозглые здесь, по всей видимости, только Вы.

0
Ответить
Прокомментировать

Совершенно не так. Например теория суперструн, подразумевает 10-11 пространственных измерений. Мы просто привыкли представлять наш мир в 3-х мерной модели. Но 3-х мерная пространственная модель не объясняет некоторые физические законы, и взаимодействия элементарных частиц, в последнее время учеными чаще используется 4-х мерная модель, с включением в 3-х мерную модель ещё одной  оси измерения времени. Ученые не пришли к единому выводу и продолжают развивать различные теории, проводят научные исследования для обоснования доказательств теорий, о количестве пространственных измерений и их взаимодействии. Поэтому точно утверждать, что пространственных измерений только 3-и, никак нельзя. 

Ян Таировотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
8
-3

Реальный мир где мы живем все равно трехмерный. Если даже ТС верна, то эти измерения скручены до каких-то микроуровней

+1
Ответить

В масштабе вселенной и я и вы скручены до микроуровня. 

+3
Ответить

Тоже читал о Теории струн, но ведь по факту мы не видим другие измерения, а если они и существуют и видят нас, почему мы не видим 2-х и 1-о мерных существ?

Плюс все галактики, скопления, звёзды и прочее в Наблюдаемой Вселенной находятся в 3-х пространственных и 1-м временном измерениях.

0
Ответить

Никита, вы считаете существует, только то что вы можете увидеть, попробовать на вкус, услышать и тд?  Мир намного больше чем вы можете представить. Ограниченность восприятия связана с недостатком наших знаний.  Удовлетворите мой интерес, поделитесь как лично вы ощущаете три измерения ?

+1
Ответить
Ещё 6 комментариев

Я имею возможность провести только 3 перпендикулярных прямых в своём мире. Я могу двигаться только по осям x,y,z. 

0
Ответить

Только прошу не расценивать меня как "плоскоземельщика", мне действительно интересна конструктивная дискуссия и получение новых знаний

0
Ответить

Я не буду разрушать ваше мировозрение, но можете сдвинуть вашу ось ординат в любой временной промежуток подпрямой и провести ещё три перпендикулярных оси. И далее представьте что в микромирах с полным сохранением энергии измерения замкнуты например в кольцо или сферу. Сколько вы получили в результате? 

0
Ответить

Так всё таки, главный вопрос: ГДЕ эти 2-х, 4-х, 5-ти и так далее -мерные миры?

0
Ответить

Везде

0
Ответить

Nikita, вопрос "где?" не особо корректен в данном случае, и все попытки представить это как-то явственно "физически интуитивно" так или иначе обречены на провал.

Гораздо проще, а главное, корректнее, представлять себе это более математически. Представьте, что к каждой точке (x,y,z,t) добавили ещё 6 или 7 (в зависимости от версии теории струн, в теории суперструн 6, а в М-теории 7, а в бозонной теории так вообще 22) измерений. Эти измерения компактифицированы на очень малых масштабах, то есть замкнуты, типа как окружности малого радиуса. И вот в этом многомерном пространстве живут суперструны. И эффекты их взаимодействия проявляются уже в нашем привычном 3+1-мерном мире через эти четыре "общие для обоих миров" координаты.

Интуитивно такое понять очень сложно, скорее невозможно. Без формул подобные объяснения превращаются в профанацию.

+1
Ответить

Это хорошо работает при учёте что время это ещё одно измерение. Однако время по сути это иллюзия. Воспринимается исключительно на уровне ощущения того что происходит через мгновение. Время - относительное понятие. И представлять его как 4 измерение возможно лишь теоретически.

0
Ответить

Я повёл пример. Мне не нужно вас разубеждать. 

0
Ответить
Ещё 1 комментарий

Время - это расстояние/скорость - отнюдь не иллюзия))))))!!!!

0
Ответить
Прокомментировать

На данный момент, наша вселенная находится в стадии расширения в трёх измерениях, и движении в 4-ом измерении(времени).Закончится цикл расширения, а затем сжатия, начнётся расширение 4-х мерного пространства, и движение в 5-ом измерении(времени) потом в 6-ом, в 7-ом, и так далее, до бесконечности.Это же относится и к низшим измерениям.Наше 3-мерное пространство, есть результат расширения 2-мерного пространства в 3-ем измерении(времени), соответственно 2-мерное, 1-мерное -расширяющееся во 2-ом изм.(времени),  0-е в 1-ом. А материя представленная в нашей вселенной - это пространственные структуры низших измерений.Так я представляю  структуру нашей вселенной.Может быть, я и не прав.

Николай Угринотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
4
-4

Ставлю плюс за феерическую концовку

+8
Ответить
Прокомментировать

Не совсем корректный вопрос. Наукой принято считать что измерений 10. В теории струн их 26. Правильнее сказать, что человек способен жить и перемещаться в 3 измерениях - x,y,z и живёт, но не способен перемещаться в 4 - времени. У Деграсса Тайсона много интересного по этому поводу написано. Если научиться перемещаться в 4 измерении - увидишь начало зарождения и конец Вселенной. 5 измерение - возможность перемещаться между Вселенными, которых бесконечное множество. Но это всё научные теории.

1
-1

10 измерений - это предположение большинства вариантов теории струн. 26 измерений предполагается бозонной теорией струн - самой первой из этого семейства теорий и в целом устаревшей.

Не нужно обманываться словом «теория» - струнные теории так и не вышли из стадии спекулятивных гипотез и, возможно, не выйдут никогда.

Так как струнные теории - лишь гипотезы, более того, гипотезы, которые разделяются далеко не всеми физиками, было бы некорректно называть предположения струнных теорий «мнением науки». В настоящий момент широчайше признана теория относительности, а она оперирует лишь 4-мя измерениями. 

+1
Ответить

Сейчас уже рулит М-теория со своими 11ю измерениями и p-бранами ;)

-1
Ответить
Ещё 12 комментариев

Но и она пока лишь спекуляция.

Причем, насколько я понимаю, М-теория плотно завязана на теорию струн и в случае, если теория струн вдруг потерпит крах, как проект, то и М-теория вслед за ней улетит. Другие попытки решения проблемы квантовой гравитации к М-теории не ведут. 

0
Ответить

М-теория это и есть теория струн в современной форме. Виттен ввёл 11е измерение чтобы решить проблему раскола теории суперструн на 5 разных теорий. Оказалось, что эти 5 теорий не такие уж и разные, они связаны фундаментальными преобразованиями, позволяющими переходить между теориями. Самое крутое, это то, что эти дуальности позволяют пертурбативными методами одной теории изучать непертурбативную область другой теории. А там уже и браны появились, как многомерные обобщения струн, а струны потеряли уникальное значение. 

0
Ответить

Нет никакой теории-М не существует никакой струнной вселенной - туфта всё. Просто это игры неразумных математиков, задача которых усложнить всё до-нельзя.Природа рациональна - лишние сложности ей ни к чему.

0
Ответить

Вы построили теорию проще?

0
Ответить

Теории нет.И даже обоснованной гипотезы нет. Есть некоторые идеи, но как я заметил, особенно не котируются.Но где-то, может быть, они разрабатываются.Я по прежнему считаю, что для нашей вселенной, для её развития вполне достаточно четырёх измерений. Остальное всё - чистая математика. 

0
Ответить

Может быть, их и достаточно.

Но КТП и ОТО до сих пор никто не объединил, а суперструны единственный хоть сколько-нибудь адекватный кандидат на такое объединение.

0
Ответить

А как же петлевая квантовая гравитация?

0
Ответить

Насколько я понимаю, петлевая квантовая гравитация — полумёртвая маргинальщина, которой занимаются 3,5 человека. По крайней мере, в среде моих друзей-физиков про неё не слышно ничего, все про суперструны говорят. Ну в общем, это моё субъективное ощущение. Факт, о котором точно знаю, это то что над ней работает на порядки меньше людей, чем над суперструнами.

Хотя кто её знает...

0
Ответить

Там очень неоднозначная история. Ли Смолин много высказывался по этому поводу - что на теорию струн тратится много ресурсов, хотя эффекта нет и непонятно, может ли быть и что было бы разумнее вкладываться и в альтернативы тоже. У меня есть ощущение, что пик популярности теории струн прошел - раньше везде про нее говорили, а щас как то хайп поутих. 

0
Ответить

Да, кстати, про Смолина я забыл. У него целая книга есть по разносу теории струн и всего научно-социального феномена, с ней связанного, типа засилья суперструнщиков на всех академических должностях. А снижение хайпа, помимо ужасных теоретических сложностей, ещё может быть связано и с тем, что БАК так и не нашёл ни единого намёка на суперсимметрию или скрытые размерности.

0
Ответить

Можно объединить, если рассматривать всю материю и энергию нашей вселенной, как сочетание элементарных пространственных квантов пространств низших измерений, включая и нулевое.Идея новая, и поэтому мало кому известна.А сторонников и того меньше.

0
Ответить

Кто её придумал?

Есть ли хоть один довод в пользу того, что таким образом их действительно можно объединить?

А анализ потенциальных проблем, научности, непротиворечивости?

И что вообще значит "сочетание элементарных пространственных квантов пространств низших измерений, включая и нулевое"?

0
Ответить

Чушь какая.

0
Ответить

Измерений может быть сколь угодно, но мы-то живём в четырёх. В 3-х измерениях пространства, и плюс четвёртое измерение, которое мы воспринимаем, как время.И то потому, что мы осознано воспринимаем ритмику, происходящих вокруг событий, в отличие от животных, у которых это происходит на уровне инстинктов. И вообще, не будь четвёртого измерения, так  бы и осталась наша вселенная в сингулярном состоянии.

0
Ответить
Прокомментировать

Потому что именно столько на данный момент времени человек может осознать, представить, описать математически и использовать.

Вот как отвечает на этот вопрос астрофизик Нил Деграсс Тайсон (Neil deGrasse Tyson):
с 58:35 по 1:11:00


К примеру, электромагнитный спектр. Если я правильно всё понял, до Ньютона был только свет (воспринимался только видимый спектр) и считалось, что цвет - свойство непосредственно предмета/призмы, на который свет падает. Айзек же показал, что белый свет уже содержит в себе все цвета. Он, собственно, и ввёл понятие "спектр". Спустя 100 лет выяснилось, что радуга это ещё не всё, что по краям (если разложить э/м излучение по шкале) располагаются ультрафиолет и инфракрасное излучение. Ещё примерно через 100 лет Вильгельм Рёнтген заметил и задокументировал своё наблюдение, а также были открыты гамма-лучи. Ещё через 50 люди научились использовать и микроволны. Таким образом, из всего открытого на данный момент электромагнитного спектра наши органы чувств воспринимают микроскопический мизер. Но остальная-то часть спектра есть и была всегда. Нужно было лишь создать приборы, чтобы узнать, что она есть, а затем другие, чтобы использовать её.

В этом вся сложность с 4-м и последующими измерениями (если они существуют) - чтобы их познать и использовать, нужны предметы/явления/частицы, которые взаимодействуют и с этими измерениями и с нашими 3-мя. А т.к. мы не знаем, что именно в нашем мире взаимодействует с 4-м измерением, то мы можем только делать предположения, создавать теории и изучать всё подряд.
Возможно, как раз в открытии и доказательстве 4-го измерения таятся ответы на некоторые вопросы, которые не может решить современная наука: как возникает и как работает сознание?; откуда берётся энергия у частицы при туннельном эффекте?; почему горячая вода замерзает быстрее холодной?; куда, в конце концов, пропадают мои носки?; (а что там с тёмной материей и антиматерией я вообще не понимаю).
А может быть. Может быть некоторые явления, которые мы изучили - изучены не до конца? Может, например, гравитация это нечто большее, чем взаимодействие, зависящее от массы и расстояния. Может гравитационная постоянная - это отношение каких-нибудь ещё не открытых характеристик материи. Как с тем же э/м полем: пока Максвелл не скомпилировал имеющиеся на тот момент знания и не вывел свои уравнения - никто не знал как именно (математически) связаны между собой электрическое и магнитное поля. Пока не придумали обнаружили такие свойства как напряжённость и индукция - существование э/м поля невозможно было объяснить научным языком.

Другими словами, то ли ещё будет!

1
-1
Прокомментировать
Ответить