¿Existen dimensiones adicionales en el universo? ¿Por qué los científicos quieren demostrar el espacio multidimensional?
En su teoría de la relatividad, Einstein propuso que el universo es un espacio-tiempo de cuatro dimensiones compuesto por tres dimensiones de espacio y una dimensión de tiempo.
Sin embargo, con el desarrollo de la teoría física, cada vez más científicos creen que puede haber dimensiones adicionales en el universo. La propuesta de dimensiones adicionales ha dado a la teoría física una nueva dirección. Muchas teorías físicas avanzadas han comenzado. utilizando dimensiones adicionales y completando fundamentos teóricos relevantes.
Si se puede demostrar la existencia de un espacio multidimensional, entonces muchas teorías pueden lograr un desarrollo más amplio. En el espacio tridimensional, la estructura material se limita a tres dimensiones. o incluso un espacio de dimensiones superiores, la forma estructural de la materia puede enriquecerse. El espacio multidimensional puede brindar más posibilidades:
Si vivimos en un espacio bidimensional, entonces el mundo entero solo tiene largo y ancho, y la estructura material será muy simple. Solo podemos dibujar estructuras que puedan. existen en dos dimensiones.
Pero cuando el espacio bidimensional se expande al espacio tridimensional, la estructura espacial se vuelve mucho más complicada al instante. Considerando los sólidos platónicos, en tres dimensiones podemos ver el tetraedro, el octaedro, el cubo, el dodecaedro y el icosaedro. Cada cara de estos volúmenes tridimensionales está compuesta por un polígono.
El espacio tridimensional sólo tiene una dimensión más que el espacio bidimensional, pero la estructura espacial será mucho más compleja, y el movimiento de los objetos también puede obtener direcciones adicionales.
Utilizando dimensiones adicionales, los físicos pueden encontrar muchas teorías avanzadas, aunque estas teorías avanzadas son difíciles de probar, pueden formar teorías físicas relativamente unificadas y unificar las cuatro fuerzas fundamentales del universo.
El representante de las teorías avanzadas es la teoría de cuerdas. La teoría de cuerdas tiene altos requisitos de dimensiones adicionales porque la base de la teoría de cuerdas es la suposición de que todas las partículas están compuestas de cuerdas vibrantes.
Sin embargo, el número de partículas descubiertas actualmente por los científicos es muy grande en un espacio únicamente tridimensional, por lo que es difícil que las cuerdas produzcan suficientes partículas mediante la vibración. Hay diez dimensiones espaciales en el universo, y las cuerdas pueden estar en. Vibrar en el espacio de diez dimensiones producirá suficientes partículas microscópicas para producir el universo con el que estamos familiarizados. ¿Existen realmente dimensiones adicionales en el universo?
Dado que la cognición humana se limita al espacio tridimensional, conocemos muy bien el espacio unidimensional, bidimensional y tridimensional, pero no sabemos nada sobre el espacio cuatridimensional.
No es realista imaginar el espacio de cuatro dimensiones de la nada. Los científicos especulan principalmente sobre el espacio de cuatro dimensiones a través de los fenómenos científicos del espacio unidimensional, el espacio bidimensional y el tridimensional. espacio dimensional.
El modelo espacial de cuatro dimensiones que vemos a menudo, el hipercubo, es un modelo espacial de cuatro dimensiones inferido a través de la conexión entre el espacio bidimensional y el espacio tridimensional. El cubo en el medio del hipercubo no es un cubo pequeño, sino un cubo del mismo tamaño que la periferia. Debido al surgimiento de la cuarta dimensión, el cubo tiene un efecto de perspectiva de cerca y de lejos, por lo que el cubo dentro del modelo es más pequeño.
Copia y conecta planos bidimensionales para formar un bloque tridimensional. Copiar y conectar bloques tridimensionales puede dar como resultado bloques de cuatro dimensiones. Esta es también la idea principal del hipercubo.
Sin embargo, las líneas formadas al conectar los volúmenes no son las dimensiones del espacio tridimensional, sino la cuarta dimensión. Por lo tanto, no podemos observar el volumen de cuatro dimensiones, solo podemos ver la proyección de. el volumen de cuatro dimensiones, y esta Proyección es un hipercubo.
Un hipercubo no son dos cubos, sino ocho cubos.
Imagina que para unir cuadrados bidimensionales en un cubo, necesitas apretar los cuadrados hacia arriba y unirlos. El lugar donde se comprime y une el plano bidimensional es la tercera dimensión.
Si el plano bidimensional se reemplaza por un bloque tridimensional, se puede extruir y empalmar de forma similar. El cubo será extruido para formar un bloque espacial de cuatro dimensiones.
Dado que nuestras capacidades de percepción y observación espacial se limitan al espacio tridimensional, no podemos observar el bloque de cuatro dimensiones formado por la extrusión del bloque tridimensional. Solo podemos observar la proyección de los cuatro. -bloque dimensional a través del hipercubo.
¿La incapacidad de observar el espacio de cuatro dimensiones significa que no hay dimensiones adicionales?
Para el espacio de cuatro dimensiones, los científicos han construido muchos modelos relacionados, pero los objetos en el espacio de cuatro dimensiones nunca han aparecido en nuestras vidas. No se puede. ¿Es realmente posible la dimensión espacial de la observación y la emergencia?
Si el universo en el que estamos es un universo tridimensional sin una cuarta dimensión, entonces las teorías físicas con dimensiones adicionales se convertirán en palabras vacías. Por lo tanto, deben estar a nuestro alrededor dimensiones adicionales más allá del espacio tridimensional.
Para encontrar dimensiones adicionales, los científicos llevaron a cabo un experimento especial: buscando evidencia de las fuerzas y las interacciones entre diferentes dimensiones. En pocas palabras, demuestra que hablar en un espacio bidimensional también se puede escuchar en un espacio tridimensional.
Los científicos utilizan la gravedad como objeto experimental, pero los resultados experimentales muestran que todas las fuerzas gravitacionales de los objetos en el espacio tridimensional actúan sobre el espacio tridimensional, lo que es consistente con la conservación de la energía cinética, y no se pierde fuerza adicional.
Esto muestra que las distintas dimensiones no pueden influirse entre sí, o que la influencia es muy limitada y no puede detectarse con la precisión del equipo humano actual.
De esto también se puede concluir que incluso si descubrimos el espacio de cuatro dimensiones, no podemos interferir demasiado o incluso interferir con el espacio de cuatro dimensiones, y estas dimensiones adicionales solo pueden tener una mayor influencia en El mundo microscópico. Resumen:
La propuesta de dimensiones extra ha llevado a muchos científicos a descubrir nuevas direcciones en la teoría física, pero actualmente no hay evidencia que demuestre la existencia de dimensiones extra.
Aunque las dimensiones adicionales aún no se han confirmado, para los físicos, las dimensiones adicionales pueden brindar más posibilidades, logrando así el desarrollo avanzado de las teorías físicas, formando rápidamente teorías más avanzadas e incluso utilizando dimensiones adicionales para descubrir una "teórica". gran teoría unificada", por lo que muchos científicos esperan probar dimensiones adicionales para obtener apoyo básico para las teorías físicas avanzadas.