Hvad er en dimension, og hvor mange er der?

som du sikkert har bemærket, lever vi i en verden defineret af tre rumlige dimensioner og en dimension af tiden. Med andre ord, det tager kun tre tal til at lokalisere din fysiske placering på et givet tidspunkt. På jorden bryder disse koordinater ned til længdegrad, breddegrad og højde, der repræsenterer dimensionerne af længde, bredde og højde (eller dybde). Slap et tidsstempel på disse koordinater,og du er også udpeget i tide.

for at fjerne det endnu mere, ville en endimensionel verden være som en enkelt perle på en målt tråd., Du kan skubbe perlen fremad, og du kan skubbe perlen bagud, men du har kun brug for et nummer for at finde ud af dens nøjagtige placering på strengen: længde. Hvor er perlen? Det er på 6-tommer (15-centimeter) mærket.

lad os Nu opgradere til en to-dimensionel verden. Dette er i det væsentlige et fladt kort, som spillefeltet i spil som Battleship eller chess., Du skal bare have længde og bredde for at bestemme placeringen. I Battleship er alt hvad du skal gøre at sige “E5”, og du ved, at placeringen er en konvergens af den vandrette “E” linje og den lodrette “5” linje.

lad os nu tilføje endnu en dimension. Vores verden faktorer højde (dybde) i ligningen .Mens lokalisering af en ubåds nøjagtige placering i Battleship kun kræver to tal, ville en ubåd i det virkelige liv kræve en tredje dybdekoordinat. Sikker på, det kan oplades langs på overfladen, men det kan også skjule 800 fod (244 meter) under bølgerne. Hvad bliver det?,

kunne der være en fjerde rumlig dimension? Nå, det er et vanskeligt spørgsmål, fordi vi i øjeblikket ikke kan opfatte eller måle noget ud over dimensionerne af længde, bredde og højde. Ligesom tre tal er nødvendige for at lokalisere en placering i en tredimensionel verden, ville en firedimensionel verden kræve fire.

i dette øjeblik er du sandsynligvis placeret i en bestemt længde, bredde og højde. Gå lidt til venstre, så ændrer du din længde eller bredde eller begge dele. Stå på en stol på nøjagtig samme sted, og du vil ændre din højde., Her er hvor det bliver svært: kan du flytte fra din nuværende placering uden at ændre din længdegrad, breddegrad eller højde? Det kan du ikke, fordi der ikke er en fjerde rumlig dimension for os at bevæge os igennem.

men det faktum, at vi ikke kan bevæge os gennem en fjerde rumlig dimension eller opfatte en, udelukker ikke nødvendigvis dens eksistens. I 1919 teoretiserede matematiker Theodor Kalu .a, at en fjerde rumlig dimension kunne forbinde generel relativitet og elektromagnetisk teori . Men hvor ville det gå?, Teoretisk fysiker Oskar Klein senere revideret teorien, foreslår, at den fjerde dimension var blot krøllet op, mens de andre tre rumlige dimensioner er udvidet. Med andre ord er den fjerde dimension der, kun den er rullet op og uset, lidt som et fuldt tilbagetrukket målebånd. Desuden ville det betyde, at hvert punkt i vores tredimensionelle verden ville have en yderligere fjerde rumlig dimension rullet væk inde i den.

strengteoretikere har imidlertid brug for en lidt mere kompliceret vision for at styrke deres superstrengteorier om kosmos., Faktisk er det ret nemt at antage, at de viser sig lidt ved at foreslå 10 eller 11 dimensioner inklusive tid.

vent, lad det ikke blæse dit sind endnu. En måde at forestille sig dette på er at forestille sig, at hvert punkt i vores 3D-verden ikke indeholder et tilbagetrukket målebånd, men en krøllet, seksdimensionel geometrisk form. Et sådant eksempel er en Calabi-Yau-form, der ligner en krydsning mellem en bløddyr, en M. C. Escher tegning og et “Star Trek” ferie ornament .

tænk på det på denne måde: en betonvæg ser solid og fast ud fra en afstand., Gå tættere på, og du vil se smilehuller og huller, der markerer dens overflade. Flyt ind endnu tættere, og du vil se, at det består af molekyler og atomer. Eller overvej et kabel: fra en afstand ser det ud til at være en enkelt, tyk streng. Kom lige ved siden af det, og du vil opdage, at det er vævet af utallige tråde. Der er altid større kompleksitet end møder øjet, og denne skjulte kompleksitet kan godt skjule alle de små, rullede dimensioner.

alligevel kan vi kun forblive sikre på vores tre rumlige dimensioner og en af tiden., Hvis andre dimensioner venter os, er de uden for vores begrænsede opfattelse – for nu.

Udforsk linkene på Næste side for at lære endnu mere om universet.