Обычно требуется три пространственных измерения (длина, ширина, высота) и одно временное измерение (время).
Сколько измерений может существовать?
В своей самой распространенной модификации теория струн утверждает, что Вселенная существует в десяти измерениях, но шесть из них мы не способны воспринять. На что эти дополнительные измерения могут быть похожи? Когда кто-то говорит «другие измерения», чаще всего думаешь о таких вещах, как параллельные Вселенные, — альтернативные реальности, существующие параллельно нашей, в которых мир устроен несколько или совсем иначе.
Однако реальность измерений и роль в устройстве Вселенной сильно отличаются от такого популярного понимания. В двух словах: измерения — это разные грани того, что мы воспринимаем как реальность. Мы прекрасно осведомлены о трех пространственных измерениях, с которыми сталкиваемся и в которых живем каждый день.
Они определяют длину, высоту и глубину всех объектов во Вселенной (и соответствуют осям координат x , y , z ). Однако некоторые ученые считают, что, помимо трех видимых измерений, могут существовать и другие. Согласно основам теории струн , Вселенная существует в десяти разных измерениях.
- Недавно мы публиковали материал о том, каким образом эти дополнительные, не воспринимаемые нами измерения могут быть скручены, компактифицированы, — его можно прочитать по этой ссылке .
- Таким образом, эти разные аспекты определяют фундаментальные силы природы и все элементарные частицы во Вселенной.
- Начнем по порядку.
Первое измерение, как мы уже отметили, определяет длину (ось x ). Одномерный объект удобно описать прямой линией, существующей только в рамках понятия длины и не имеющей других отличительных черт. Если добавить к нему второе измерение — ось y, или высоту, — получится двумерный объект (например, квадрат). Круги представляют дополнительное пространственные измерения, свернутые в каждой точке известного нам трехмерного пространства / WGBH/NOVA Третье измерение характеризует глубину (ось z ) — оно придает всем объектам понятие площади и поперечного сечения.
Идеальным примером будет куб: он существует в трех измерениях — у него есть длина, высота и глубина, а значит, и объем. Четвертым измерением считается время, и это уже можно назвать классическим, общепринятым его пониманием. Это неотделимая часть пространственно-временного континуума. Оно определяет свойства всей известной материи в любой момент времени.
Наряду с тремя другими измерениями, чтобы определить положение объекта во Вселенной, необходимо знать его позицию во времени. Итак, эти четыре измерения определяют нашу реальность — Вселенную, к которой мы привыкли и которую в той или иной мере понимаем.
Какие есть 3 измерения?
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 28 сентября 2021 года; проверки требует 1 правка . Трёхмерная метрика пространства Трёхмерная система координат с осью Х, направленной к читателю У этого термина существуют и другие значения, см.3D . У этого термина существуют и другие значения, см. Пространство . Трёхме́рное простра́нство — геометрическая модель материального мира . Это пространство называется трёхмерным, так как оно имеет три однородных измерения — длину , ширину и высоту , то есть трёхмерное пространство описывается тремя единичными ортогональными векторами .
Понимание трёхмерного пространства людьми, как считается, развивается ещё в младенчестве, и тесно связано с координацией движений человека. Визуальная способность воспринимать окружающий мир органами чувств в трёх измерениях называется восприятием глубины. В аналитической геометрии каждая точка трёхмерного пространства описывается как набор из трёх величин — координат .
Задаются три взаимно перпендикулярных координатных оси , пересекающихся в начале координат . Положение точки задаётся относительно этих трёх осей заданием упорядоченной тройки чисел . Каждое из этих чисел задаёт расстояние от начала отсчёта до точки, измеренное вдоль соответствующей оси, что равно расстоянию от точки до плоскости, образованной другими двумя осями.
Также существуют другие системы координат , наиболее часто используются цилиндрическая и сферическая системы . Другой взгляд даёт линейная алгебра , где важную роль играет понятие линейной независимости . Пространство трёхмерно по той причине, что высота коробки не зависит от её длины и ширины. На языке линейной алгебры пространство трёхмерно, потому что каждая точка может быть задана комбинацией из трёх линейно независимых векторов .
В этих терминах пространство-время четырёхмерно, потому что положение точки во времени не зависит от её положения в пространстве. Трёхмерное пространство имеет несколько свойств, которые отличают его от пространств другой размерности. Например, это пространство наименьшей размерности, в котором можно завязать узел на куске верёвки .
Сколько мерный наш мир?
Мы живем в трехмерном мире: длина, ширина и глубина. Некоторые могут возразить: «А как же четвертое измерение — время?» Действительно, время — это тоже измерение. Но вот вопрос, почему пространство измеряется в трех измерениях — загадка для ученых. Новое исследование объясняет, почему мы живем в мире 3D. Вопрос о том, почему пространство трехмерно, мучил ученых и философов с античных времен. Действительно, почему именно три измерения, а не десять или, скажем, 45? В целом, пространство-время четырехмерно (или 3+1-мерно): три измерения образуют пространство, четвертым измерением является время.
- Существуют также философские и научные теории о многомерности времени, которые предполагают, что измерений времени на самом деле больше, чем кажется: привычная нам стрела времени, направленная из прошлого в будущее через настоящее — всего лишь одна из возможных осей.
- Это делает возможными различные научно-фантастические проекты, вроде путешествий во времени, а также создает новую, многовариантную космологию, которая допускает существование параллельных вселенных.
Однако существование дополнительных временных измерений пока не доказано научно. Вернемся в наше, 3+1-мерное измерение. Нам хорошо известно, что измерение времени связано со вторым законом термодинамики, который гласит, что в замкнутой системе — такой, как наша Вселенная — энтропия (мера хаоса) всегда возрастает. Уменьшаться вселенский беспорядок не может.
- Поэтому время всегда направлено вперед — и никак иначе.
- В новой статье, опубликованной в EPL, исследователи предположили, что второй закон термодинамики может также объяснить, почему пространство трехмерно.
- «Ряд исследователей в области науки и философии обращались к проблеме (3 + 1)-мерной природы пространства-времени, обосновывая выбор именно этого числа его стабильностью и возможностью поддержания жизни», — рассказал соавтор исследования Джулиан Гонсалес-Айала из Национального политехнического института в Мексике и университета Саламанки в Испании порталу Phys.
org. «Ценность нашей работы заключается в том, что мы представляем рассуждения, основанные на физической модели размерности Вселенной с подходящим и разумным сценарием пространства-времени. Мы первые, кто заявил, что число «три» в размерности пространства возникает в качестве оптимизации физической величины».
- Ранее ученые обращали внимание на размерность Вселенной в связи с так называемым атропным принципом: «Мы видим Вселенную такой, потому что только в такой Вселенной мог возникнуть наблюдатель, человек».
- Трехмерность пространства объяснялась возможностью поддержания Вселенной в том виде, в каком мы её наблюдаем.
Если бы во Вселенной было множество измерений, по ньютоновскому закону тяготения не были бы возможны устойчивые орбиты планет и даже атомная структура вещества: электроны падали бы на ядра. В данном исследовании ученые пошли другим путем.
Сколько измерений мы видим?
Представьте, что вы — таракан, или муравей. Вы живете в двухмерном мире, обладая способностью воспринимать только то, что существует в вашей плоскости — в двухмерном пространстве. Если кто-то возьмет и поднимет кубик сахара, возле которого вы сидели — кубик пропадет для вас.
Потому что вы, будучи муравьем, не способны даже осознать, что такое трехмерный мир. Примерно таким же образом человеку сложно осознать, что такое четырехмерная реальность, потому что то что видим мы — это лишь разрез, проекция четырерхмерной реальности на трехмерное пространство. Еще одна хорошая аналогия — если тень это проекция трехмерного объекта, то трехмерный объект это проекция четырехмерного.
Взгляните на короткое видео из небольшого приложение 4D Toys, демонстрирующее то, как можно чуть лучше осознать четырехмерный мир. Больше статей на Shazoo
- Учитель в США использует 20 Xbox Series S, PS5, Switch и Game Pass для обучения Все российские ВУЗы исключены из Болонского процесса
Тэги:
Сколько всего в мире измерений?
В соответствии с теорией относительности, Вселенная имеет три пространственных измерения и одно временное измерение, и все четыре измерения органически связаны в единое целое, являясь почти равноправными и в определённых рамках (см.
Как выглядит 4 х мерное пространство?
Четырёхмерное пространство можно также представить как бесконечное количество трёхмерных пространств, расположенных по четвёртой оси координат, так же, как трёхмерный мир состоит из бесконечного количества двумерных плоскостей, размещённых вдоль третьей оси.
Почему четвертое измерение это время?
Наверняка вам известно, что планеты движутся вокруг солнца по эллиптическим орбитам. Но почему? На самом деле, они двигаются по окружностям в четырёхмерном пространстве. А если спроецировать эти окружности на трёхмерное пространство, они превращаются в эллипсы. На рисунке плоскость обозначает 2 из 3 измерений нашего пространства. Вертикальное направление – это четвёртое измерение. Планета движется по кругу в четырёхмерном пространстве, а её «тень» в трёхмерном движется по эллипсу. Что же это за 4-е измерение? Оно похоже на время, но это не совсем время.
- Это такое особенное время, которое течёт со скоростью, обратно пропорциональной расстоянию между планетой и солнцем.
- И относительно этого времени планета двигается с постоянной скоростью по кругу в 4 измерениях.
- А в обычном времени его тень в трёх измерениях двигается быстрее, когда она находится ближе к солнцу.
Звучит странно – но это просто необычный способ представления обычной ньютоновской физики. Этот способ известен по крайней мере с 1980 года благодаря работе математического физика Юргена Мозера. А я узнал об этом, получив на email работу за авторством Джеспера Горансона под названием «Симметрии в задаче Кеплера» (8 марта 2015).
- Самое интересное в этой работе – такой подход объясняет один интересный факт.
- Если взять любую эллиптическую орбиту, и повернуть её в 4-мерном пространстве, то мы получим другую допустимую орбиту.
- Конечно, можно вращать эллиптическую орбиту вокруг солнца и в обычном пространстве, получая допустимую орбиту.
Интересно то, что это можно делать в 4-мерном пространстве, например, заужая или расширяя эллипс. В общем случае любую эллиптическую орбиту можно превратить в любую другую. Все орбиты с одинаковой энергией – это круговые орбиты на одной и той же сфере в 4-мерном пространстве. где r — позиция как функция времени, r — расстояние от центра, m – масса, а k определяет силу. Отсюда можно вывести закон сохранения энергии для некоей константы E, зависящей от орбиты, но не меняющейся со временем. Если эта сила будет притяжением, то k > 0, а на эллиптической орбите E < 0. Будем звать частицу планетой. Планета двигается вокруг солнца, которое настолько тяжело, что его колебаниями можно пренебречь. Будем исследовать орбиты с одной энергией E.
Как называется Четвертое измерение?
Материал из Википедии — свободной энциклопедии Перейти к навигации Перейти к поиску Четвёртое измерение (4D):
- Четвёртое измерение в теории относительности — время, четвёртая размерность наряду с тремя пространственными ( длиной , шириной и высотой ). Четвёртое измерение в математике — см. четырёхмерное пространство .
В искусстве:
- Четвёртое измерение в изобразительном искусстве « Четвёртое измерение » — художественный фильм (США, Россия и Польша; 2012).
Что такое пятое измерение Википедия?
« Пя́тое измере́ние » (англ. Push) — американский научно-фантастический триллер 2009 года, снятый режиссёром Полом МакГиганом. Сюжет разворачивается вокруг группы экстрасенсов, которые обладают различными способностями с рождения.
Почему время это измерение?
Покадровая съёмка напоминает нам, что фотографии – это снимки, сделанные в определённом месте в определённое время, и каждый следующий момент отличается от предыдущего Когда мы представляем себе способы перемещения по Вселенной, мы сразу же вспоминаем о трёх измерениях.
- Вправо-влево, вперёд-назад и вверх-вниз: три независимых направления декартовой решётки.
- Все они считаются измерениями – пространственными.
- Но мы часто рассуждаем ещё об одном измерении, другого типа: временном.
- Но что делает время измерением? На этой неделе читатель задаёт следующий вопрос: Меня всегда удивлял континуум, состоящий из 3+1 измерения, пространства и времени.
Почему всегда пишут о трёх пространственных измерениях и одном временном? Начнём с изучения известных нам трёх измерений пространства. На поверхности Земли двух координат, широты и долготы, достаточно для определения положения На поверхности Земли нам обычно нужно две координаты для определения местоположения: широта и долгота, или положение по осям, направленным с севера на юг и с запада на восток.
- Если вы хотите спускаться под землю или подниматься над поверхностью, для описания вашей позиции вам понадобится третья координата – высота/глубина, или ваше положение по вертикальной оси.
- Ведь если кто-то находится точно там же, где и вы, с точки зрения широты и долготы, но при этом он расположен в туннеле под землёй или на вертолёте над вашей головой – нельзя сказать, что он находится там же, где и вы.
Для описания вашего расположения в пространстве требуются три независимых частички информации. Ваше положение во Вселенной описывается не только пространственными координатами (где), но и временными (когда) Но пространство-время сложнее просто пространства. Положение стула, на котором вы сейчас сидите, можно описать тремя координатами – x, y и z.
- Но сейчас на нём сидите вы, а час назад, вчера или десять лет назад это могло быть не так.
- Чтобы описать событие, то знания, где оно происходит, не достаточно; кроме этого необходимо знать, когда, то есть, вам нужна временная координата, t.
- Впервые это сыграло большую роль в теории относительности, когда мы рассуждали о проблеме одновременности.
Представьте себе два разных места, соединённых путём, по которому два человека идут, каждый из своего места, в другое.