Найти в Дзене
⚡ Инженерные Знания

Что такое пятое и шестое измерения в физике и для чего они?

Мы живём в четырехмерном пространстве. Это не полноценные четыре пространственных измерения, а некий симбиоз 3+1, где 3 - это геометрия, а 1 - время. Они неразрывно связаны и при всём при этом, мы можем утверждать, что у нас четыре измерения. Но в реальности измерений может быть больше.

В математике N-мерное пространство означает, что местоположение можно описать с помощью N чисел. Например, в трехмерном пространстве вам нужны три координаты (например, x, y, z), чтобы указать точку. Мы живем в четырехмерном мире (трехмерное пространство + время), поэтому для описания встречи нужны четыре измерения.

Вот и он
Вот и он

Иногда четвертым измерением называют ещё одно геометрическое и рисуют традиционный тессеракт или гиперкуб. Обозначаю это для того, чтобы отметить не столь большую значимость циферки в названии измерения. Ведь тогда уже можно сказать, что нам известны 4+1 измерений. Но важно разобраться в сути вопроса и не столь важна, какая цифра будет в начале названия.

Пятое измерение появляется в таких моделях, как теория струн и теория Калуцы-Клейна. Теория струн предлагает интересную методологию. Вместо того чтобы представлять Вселенную состоящей из крошечных точечных частиц, она предполагает, что все состоит из вибрирующих струн энергии. Теория Калуцы-Клейна - это ранняя попытка объединить гравитацию и электромагнетизм путем введения пятого измерения в общую теорию относительности Эйнштейна.

Пятое измерение часто используют для представления альтернативных вселенных или возможности путешествовать во времени, как в фильме Интерстеллар. Представьте себе возможность выйти за пределы нашей 4D-вселенной, пройти через более высокое измерение и войти в другую версию реальности.

Идея Интерстеллара
Идея Интерстеллара

Объяснение в фильме «Интерстеллар» тут заслуживает особого внимания:

Представьте себе нашу вселенную как желе в сэндвиче, где хлеб представляет собой многомерное пространство. В нашей вселенной расстояние между двумя точками может составлять 100 световых лет. Однако в хлебе (более высокое измерение) те же две точки находятся гораздо ближе - сжаты в N раз. Например, эти 100 световых лет могут сжаться до 150 000 км в более высоком измерении.
Червоточина работает, создавая короткий путь: она пробивает желе (нашу вселенную) и попадает в хлеб (более высокое измерение), проходит по более короткому пути, а затем снова входит в желе, значительно сокращая расстояние путешествия.

Поэтому, пятое измерение может рассматриваться как вариант "посмотреть на Вселенную снаружи". Как его представить сказать очень сложно. Технически это можно сделать с помощью очередного моделирования и отрисовки N-мерного куба.

Просто добавляем новые гиперплоскости и получаем десять измерений у куба
Просто добавляем новые гиперплоскости и получаем десять измерений у куба

Шестое измерение делает еще один шаг вперед. Если пятое измерение позволяет вам путешествовать между альтернативными версиями нашей вселенной, то шестое измерение позволяет вам прыгать во вселенные, которые совершенно другие - с совершенно новыми физическими законами и константами.

Это могут быть Вселенные с разной скоростью света, Вселенные, где гравитация ведет себя совершенно иначе, Вселенные с частицами и силами, которые мы даже не можем себе представить.

Подумайте о пятом измерении как о ветвях дерева - вы можете перемещаться между различными результатами одной и той же реальности. Шестое измерение - это как полностью выйти из леса и найти совершенно новое дерево для исследования.

Но главным остаётся наверное совсем другой вопрос. Для чего вообще городить этот огород?

Шестое измерение (и другие) появляется в теориях, таких как теория струн, где математика работает только при наличии 10 измерений (или 11 в М-теории). Эти дополнительные измерения помогают объяснить нерешаемые вопросы, например, как все силы во вселенной (гравитация, электромагнетизм и т. д.) могут вписаться в «теорию всего».

Есть даже теория, что Большой взрыв был концом другой вселенной - как коллапс одной Вселенной и возникновение нашей. Это связано с идеями о мультивселенной, где существует бесчисленное множество вселенных, каждая из которых обладает уникальными свойствами.

И да. Эти измерения полностью гипотетичны и могут различаться в зависимости от ученого, который использует такую логику, и контекста.

⚠️ На всякий случай потихоньку переношу материалы с ДЗЕНа в Телеграм и делаю архив. Мало ли что...Читайте лучшие статьи с канала здесь и не забывайте подписаться!

---

⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!