В одной из статей на канале мы рассуждали о том, сколько всего может существовать измерений. Варианты тут самые разные. Многое было сказано о количестве измерений, но, как справедливо отметили в комментариях, нет понимания чем является само по себе измерение с точки зрения физики. Попробуем разобраться в этом вопросе.
В общем-то, кажется, что в этом вопросе нет ничего сложного. Берем линейку и измеряем длину книжки или стола. Получили некоторую величину, которая характеризует объект в одном из измерений. Но что это вообще такое? Почему значение такое, а не другое? А что, если этот объект существует не в двух измерениях и даже не в трёх? Тут появляется множество интересных вопросов, поскольку мы до конца не понимаем, чем является измерение для физика.
По своей сути измерение есть математическая конструкция или структура (или, ещё проще - модель), которая позволяет описывать положение и свойства объектов в заданном пространстве.
Понятие измерение всегда идёт рядом с понятием пространство и непосредственно с ним связано. Не составит труда дать быстрый ответ на вопрос сколько всего измерений существует. Но это будет неверный ответ. Он будет построен на субъективном восприятии действительности. Ну а у нас мир из трёх измерений. Но никто не может утверждать, что есть ещё и четвёртое, и пятое измерение, которое существует, но которое мы не способны осознавать.
В повседневном опыте мы ориентируемся именно в трехмерном мире, характеризуемом знакомыми размерами длины, ширины и высоты. Эти три пространственных измерения составляют основу классической физики. Всегда легко тут представлять объемную комнату с длиной, шириной и высотой и объект, который находится в ней. Тогда становится очевидно, что система координат позволяет измерить объект в этих направлениях.
Однако по мере того, как мы углубляемся в область теоретической физики, мы сталкиваемся ещё и с четвертым измерением, выходящим за пределы обычной объемной комнаты. Это время, друзья мои. Соответственно, наш быт (назовём это так) должен быть описан не цифрой 3, а цифрой 3+1, где 1 - время. Обычно так пространство и характеризуют. Оно превращается в пространство-время.
Физики спорят, можно ли считать время полноценным измерением? Эту кашу заварил Эйнштейн. Но ответа так и нет. Мнений очень много. Сам я считаю, что время - это полноценное измерение. Но если это так, то мы должны признать, что время можно измерять чем-то типа линейки, ход времени есть иллюзия, а хронометр - это просто устройство, имеющее относительные показания и не описывающее суть самого времени. Тогда у объекта есть и координата во времени. Значит, её можно и изменять...Но это уже совсем другая история.
Концепция пространства-времени занимает центральное место в революционной теории относительности Альберта Эйнштейна, которая изменила наше понимание Вселенной, раскрыв динамическую природу пространства и времени. Согласно этой новаторской теории, ткань пространства-времени может растягиваться, сжиматься и деформироваться в присутствии массы и энергии, порождая силу, которую мы воспринимаем как гравитацию. В этой четырехмерной структуре пути небесных тел больше не управляются невидимой рукой внешней силы, а формируются кривизной самого пространства-времени.
Итак, мораль рассуждений про временное измерение простая - если принимать время именно как измерение, то это отличный пример того как мы не можем пощупать одно из измерений и никто не может исключать, что во Вселенной нет ещё какого-нибудь "вязкостного" измерения, которое описывает плотность пространства-времени :)...При этом воспринимать мы его не можем. Вдумайтесь в эту фразу! Мы ограничены с рождения и не можем даже фантазировать, как это будет.
Здесь сходятся области теоретической физики и спекулятивной математики, что далеко не всем нравится. Одной физических теорий, которая опирается на многомерность, является теория струн.
В зависимости от конкретной версии теории струн, количество требуемых размерностей колеблется от десяти до одиннадцати. Эти дополнительные измерения, хотя и скрытые от нашего непосредственного восприятия, считаются «уплотненными» или свернутыми в невероятно маленьком масштабе.
При таком понимании возникает тот же самый вопрос - чем всё же являются измерения для науки? Очевидно, что сравнивать временное измерение и "линейные" измерения в лоб нельзя. При этом отказываться от времени, как от ещё одного измерения, тоже странно.
Я думаю, что под измерениями правильно будет понимать некоторую математическую модель, в которой можно расположить координатную плоскость (или координатное нечто) и с её помощью характеризовать объект. Совершенно не обязательно, что это будет похоже на измерение длины линейкой или на измерение промежутка времени с помощью хронометра.
Главное для измерения - возможность описать объект в той или иной математической системе. Это и будет измерение.
С физической точки зрения процесс измерения - это получение информации об объекте тем или иным образом по тому или иному обозначенному параметру.
Взаимосвязь измерений проследить у нас пока не получится. На данный момент уместно говорить только про пространственно-временной континуум. Но это не означает, что нет дополнительных сущностей для измерения и что они не взаимодействуют с привычным 3+1.
Советую прочитать на канале:
Как бы мог выглядеть 4D-объект?
Откуда берутся физические парадоксы?
🚧🚧🚧
⚡ Подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи!!!
✅ Подписывайтесь на канал в ДЗЕНе и обязательно возвращайтесь! Обновления выходят регулярно👀
👍 Ставьте лайк материалу, чтобы поддержать проект!
Читайте статьи на сайте!