Пересечение технологий, инноваций и творчества.

Это кажется довольно фундаментальным вопросом, эквивалентом современных физиков знания о том, круглый или плоский мир. Но вопрос: «Сколько измерений во Вселенной?» оказывается сложным — настолько, что физики сильно расходятся во мнениях относительно ответа. Сторонники теории струн — весьма спекулятивного, но популярного объяснения подробной структуры Вселенной — выступают за 10 измерений. Некоторые теоретики даже приводили доводы в пользу большего, вплоть до неопределенного числа возможных измерений. Другие физики предполагают, что экспериментальные результаты поставили под сомнение более высокие измерения, оставив нам только знакомые три измерения длины, ширины и высоты, а также измерение времени. Тем не менее, другие предположили, что дополнительные измерения существуют, но они смяты, как лист бумаги, — на самом деле настолько смяты, что мы не можем их обнаружить.

Размеры в перспективе

• Длина, ширина и высота
• X, Y и Z
• Вперед/назад, вправо/влево и вверх/вниз

Четвертое измерение, время, также относится к будущему/прошлому — с тем важным ограничением, что во временном измерении вы можете идти только в одну сторону и не можете вернуться назад для еще одной попытки.

В популярной культуре мы в основном оставляем простые указания дорожным знакам и используем размеры в несколько более широком смысле. Как отмечает журнал Smithsonian, мы представляем межпространственные порталы не просто как ведущие не в какие-то дополнительные направления, а в причудливые и красочные миры — миры, где до сих пор правят динозавры, или где Наполеон выиграл битву при Ватерлоо, или где капитан Кирк и команда оригинального Enterprise — плохие парни.

Эти разные значения измерения имеют большое значение, когда вы начинаете спрашивать, сколько измерений существует во Вселенной.Но связь есть, даже если — что вполне уместно для всего измерения — она несколько окольная.

Быстрый тур по измерениям

Как указывает Phys.org, в теории струн все 10 предполагаемых измерений играют определенную роль. О первых четырех мы уже знаем. Но с пятым измерением все становится интереснее. Как объясняет Phys.org, если бы мы могли это увидеть, «мы увидели бы мир, немного отличающийся от нашего, что дало бы нам средство измерения сходства и различий между нашим миром и другими возможными мирами». Насколько нам известно, различия могут заключаться в живых динозаврах или злом капитане Кирке.

В струнной модели шестое измерение позволило бы нам увидеть все варианты миров, которые начинались с одинаковых начальных условий и только позже эволюционировали по-разному. Взгляд в седьмое измерение позволил бы нам увидеть миры, изначально отличные от нашего, а восьмое позволило бы увидеть их все, разложенные для нашего исследования.

Девятое измерение позволит нам «сопоставить все возможные истории вселенной», а в последнем 10-м измерении «мы придем к точке, в которой охвачено все возможное и вообразимое». В этот момент технические и общекультурные значения измерения становятся в значительной степени взаимозаменяемыми.

Холодный душ для высших измерений?

Вселенная с 10 измерениями «возможных и вообразимых» миров звучит довольно круто, но, как сообщает Livescience, столкновение нейтронных звезд, наблюдавшееся в 2017 году, возможно, пролило холодную воду на все эти измерения.

Теория струн утверждает, что гравитационные волны должны ослабевать на очень больших (межгалактических!) расстояниях, вызывая постепенное ускорение расширения Вселенной. В теории струн это ослабление связано с «просачиванием» гравитационной энергии во все эти другие измерения. Но наблюдения за столкновениями нейтронных звезд не показывают никаких намеков на такую ​​утечку в масштабах от одной мили до 80 миллионов световых лет.

Эти результаты показывают, что высшие измерения либо довольно малы, либо настолько велики, что 80 миллионов световых лет недостаточно, чтобы их можно было заметить.

Множество сюрпризов

Более высокие измерения могут существовать, но они, скорее всего, настолько смяты, что слишком малы, чтобы их можно было легко обнаружить. Phys.org сообщает о топологической форме, называемой многообразием Калаби-Яу, которая может ограничивать высшие измерения субатомным масштабом. Тем не менее, несмотря на такую ​​ограниченность, дополнительные измерения все же могут быть косвенно обнаружены путем измерения тонких эффектов, которые они оказывали на протяжении истории Вселенной.

ЦЕРН, европейская организация по ядерной энергии, сообщает, что для исследования этих измерений могут быть доступны другие инструменты. Гравитоны или предполагаемые (но еще не обнаруженные) частицы, созданные гравитацией, являются одним из возможных вариантов. Изучение черных дыр атомного размера — также предполагаемых, но еще не обнаруженных — может дать еще один инструмент.

Сколько измерений во Вселенной? Короткий ответ: мы еще не знаем. И поиск ответа, вероятно, породит множество новых вопросов, ожидающих нашего изучения.

Популярный

Наука
Рик Робинсон

Замедление времени: игры, в которые теория относительности играет с часами

Замедление времени в виде так называемого Парадокса Близнецов — популярный и давний сюжетный элемент.

Наука
Аманда Максвелл

Кошачья ловкость, или Почему кошки приземляются маслом вверх

Как кошки всегда приземляются на лапы Физика, лежащая в основе кошачьей ловкости, может оказаться полезной для

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ

Границы

Когда-то карты были заполнены пустым пространством, обширными регионами, которых никогда не было.

Наука

Является ли все сущее всего лишь продвинутой компьютерной симуляцией? Это не совсем исключено.

Границы

В прошлом году мы рассмотрели теорию мультивселенной и весьма спекулятивную науку, лежащую в основе того, что стало.