🛣️ 🙇🏾 🦉 Fragen Sie Ethan Nr. 104: Was wäre, wenn wir vier räumliche Dimensionen hätten? 🧒🏿 👆🏼 👩‍❤️‍💋‍👨

Es gibt eine fünfte Dimension jenseits der dem Menschen bekannten. Diese Dimension ist riesig wie der Raum und zeitlos wie die Unendlichkeit. Dies ist ein neutrales Gebiet für Licht und Dunkelheit, für Wissenschaft und Aberglauben.
- Rod Serling

Wir sind an die drei räumlichen Dimensionen unseres Universums gewöhnt, an die Länge, Breite und Tiefe. Wir können uns vorstellen, wie die Dinge in kleineren Dimensionen aussehen - auf einer zweidimensionalen Ebene oder auf einer eindimensionalen Linie -, aber bei höheren Dimensionen ist alles nicht so einfach, da wir uns keine Bewegung in eine Richtung vorstellen können, die nicht durch unseren üblichen Raum beschrieben wird. Im Universum gibt es eine vierte Dimension (Zeit) und nur drei räumliche. Aber unter den Fragen dieser Woche sah ich eine herausragende Frage aus der "Was wäre wenn" -Serie der Schriftstellerin Kelly Luke:

Was würde es für Menschen bedeuten, wenn sich die Anzahl der Messungen in unserer Welt im Laufe der Jahreszeiten ändern würde? Zum Beispiel haben wir ein halbes Jahr drei Dimensionen und ein halbes vier.

Stellen Sie sich nach Möglichkeit vor, dass Sie sich in eine zusätzliche Richtung bewegen können - nicht Teil des regulären Auf- und Abstiegs, Nord-Süd und West-Ost. Stellen Sie sich vor, nur Sie haben diese Fähigkeit.

Für eine Person aus unserer dreidimensionalen Welt werden Ihre Fähigkeiten erstaunlich und in gewissem Sinne sogar gottähnlich aussehen. Schließlich können Sie:

• von einem Ort zum anderen teleportieren, an einem Ort verschwinden und an einem anderen Ort erscheinen,
• die inneren Organe einer Person neu ordnen oder entfernen, chirurgische Eingriffe ohne Einschnitte durchführen,
• jemanden aus seinem dreidimensionalen Universum entfernen und ihn etwas später wieder abgeben irgendwo anders Ihrer Wahl.

Wie ist das möglich? Stellen Sie sich vor, Sie, eine dreidimensionale Kreatur, interagieren mit einem zweidimensionalen Universum, zum Beispiel mit einer Reihe von Farbformen [ein Spielzeug in der Art von flachen Papierpuppen, die in bemalte Kleidung gekleidet werden müssen - ca. übersetzt.].

Aus der Sicht von uns, die wir eine zusätzliche Dimension haben, können wir in ein zweidimensionales Wesen klettern und ihre Innenräume ohne Schnitte manipulieren. Wir können sie umdrehen oder nach links und rechts wechseln. Wir können sie aus dem Flugzeug heben und an einen beliebigen Ort bringen.

Und wenn wir dreidimensionalen Wesen beschließen würden, in die zweidimensionale Welt einzutreten, würden wir seltsam aussehen, weil sie jeden Moment nur unseren zweidimensionalen Abschnitt sehen könnten:

• Zuerst würden wir in Form von Fußabdrücken erscheinen,
• dann würden wir uns in zwei Kreise verwandeln Wenn sie sich durch ihr Universum nach unten bewegen,
• würden Kreise zu einer Ellipse verschmelzen,
• dann würden neue (Finger) erscheinen,
• sie würden zu zwei großen Kreisen (Arme, Schultern) wachsen,
• all dies würde auf Schulterhöhe zu einer großen Figur verschmelzen,
• dann würde es abnehmen, wieder wachsen und verschwinden (Hals, Kopf).

Glücklicherweise gibt es in unserem Universum keine vierdimensionalen Kreaturen, denn sie scheinen uns gottähnliche Kreaturen zu sein, die gegen die Physik verstoßen. Aber was wäre, wenn wir keine Wesen aus höheren Dimensionen wären, aber im Universum würde es mehr Dimensionen geben? Und das ist möglich - es wurde gezeigt, dass das Universum in der Vergangenheit mehr Dimensionen haben könnte.

Im Kontext der allgemeinen Relativitätstheorie ist es recht einfach, eine Raumzeit zu schaffen, in der sich die Anzahl der makroskopischen Messungen mit der Zeit ändert. Wir könnten mehr Dimensionen haben, nicht nur in der Vergangenheit, sondern auch in der Zukunft. Außerdem können wir eine Raumzeit konstruieren, in der diese Zahl schwankt und sie mehr oder weniger wird.

Ja, eine vierte Dimension könnte tatsächlich in unserem Universum erscheinen.

Tesseract

Ikositetrahor Das ist

alles cool, aber wie würde es aussehen? Normalerweise denken wir nicht darüber nach, aber die vier grundlegenden Wechselwirkungen - Schwerkraft, Elektromagnetismus und zwei Kernkräfte - haben genau diese Eigenschaften und Größen, weil sie in der Anzahl der Dimensionen existieren, die das Universum hat. Wenn wir ihre Anzahl verringern oder erhöhen, ändern wir beispielsweise die Verteilung der Kraftlinien.

Eine Änderung der elektromagnetischen und nuklearen Kräfte würde zu einer Katastrophe führen.

Stellen Sie sich vor, Sie betrachten ein Atom oder sein Inneres, den Kern. Kerne und Atome sind das Baumaterial aller Substanzen, aus denen unsere Welt besteht, und ihre Größe ist äußerst gering. Atome - Ångström (10 ^-10 m), in den Kernen - femtometry (10 ^-15m). Wenn diese Kräfte in eine andere räumliche Dimension fließen, ändern sich die für sie geltenden Gesetze.

Einfach ausgedrückt, diese Kräfte haben mehr Raum für die Ausbreitung, was bedeutet, dass sie mit zunehmender Entfernung schneller schwächer werden. Dies wirkt sich nicht so stark auf die Kerne aus - ihre Größe wird etwas größer und einige Kerne verändern die Stabilität. Stabile Kerne können radioaktiv werden und umgekehrt. Das ist nicht so beängstigend. Aber es wird mehr Probleme mit dem Elektromagnetismus geben.

Atomorbitaltabelle

Stellen Sie sich vor, dass plötzlich die Kräfte, die die Elektronen an die Kerne binden, geschwächt werden. Was wird die Stärke dieser Interaktion verändern. Auf molekularer Ebene halten Sie nur relativ schwache Bindungen zwischen Elektronen und Kernen aufrecht. Wenn Sie diese Interaktion ändern, ändert sich die Konfiguration von allem. Enzyme denaturieren, Proteine verändern ihre Form, Liganden, die von Neuronen angetrieben werden, passen nicht mehr zusammen, DNA codiert nicht wie erwartet Moleküle.

Das heißt, wenn sich die elektromagnetische Wechselwirkung ändert und in die vierte räumliche Dimension eindringt, die die Größe eines Angstroms erreicht hat, sterben Menschen sofort.

Aber nicht alles ist verloren. Es gibt viele Modelle, die hauptsächlich von der Stringtheorie inspiriert sind und bei denen diese elektromagnetischen und nuklearen Wechselwirkungen auf drei Dimensionen beschränkt sind. Und dann kann nur die Schwerkraft in die vierte eindringen. Für uns bedeutet dies, dass die Schwerkraft in eine zunehmende vierte Dimension (und einen zunehmenden Einfluss) fließt. Und Objekte werden schwächer als zuvor.

Infolgedessen werden viele seltsame Dinge passieren.

Schnell rotierende Asteroiden, die aus losem Material bestehen, beginnen zu zerfallen. Ihre Anziehungskraft wird nicht ausreichen, um die Steine und den Kies auf der Oberfläche zu halten. Kometen, wenn sie sich der Sonne nähern, verdunsten schneller und ihre Schwänze werden schicker. Und mit einem ausreichend starken Wachstum der vierten Dimension wird die Schwerkraft der Erde sinken, wodurch der Planet insbesondere entlang des Äquators anschwillt.

Menschen, die näher an den Polen leben, spüren eine Abnahme der Schwerkraft, und diejenigen, die näher am Äquator leben, laufen Gefahr, in den Weltraum zu fliegen. Auf der Makroebene wird Newtons berühmtes Gesetz, das Gesetz der inversen Quadrate, zum Gesetz der inversen Würfel, und die Schwerkraft nimmt mit der Entfernung viel schneller ab.

Wenn die Dimension auf eine Entfernung zwischen der Erde und der Sonne wächst, wird alles in unserem Sonnensystem zu Abständen kommen. Wenn dies länger als ein paar Tage im Jahr so bleibt - auch wenn sich die Schwerkraft für die verbleibenden 50 Wochen wieder normalisiert - wird unser Sonnensystem in nur hundert Jahren vollständig zusammenbrechen.

Es wird Perioden auf der Erde geben, in denen wir nicht nur die zusätzliche Bewegungsrichtung spüren können, sondern auch die Eigenschaften der Schwerkraft sich dramatisch verschlechtern. Weit- und Hochsprünge werden nicht nur niemals gleich sein, die Konsequenzen für unser liebes stabiles Universum werden apokalyptisch sein.

Seien Sie also vorsichtig mit Ihren Wünschen, Kelly, denn die vierte Dimension, die zu einer großen Größe heranwächst, wird nicht nur erstaunliche Empfindungen hervorrufen, sondern auch einen bedeutenden Teil der Erde, einschließlich der Atmosphäre und der Äquatorregionen, aufsaugen.

Aber es gibt ein Plus.

Die globale Erwärmung wird uns keine Sorgen mehr machen, da eine Zunahme der Entfernung von der Sonne unsere Welt sehr viel abkühlen wird, viel schneller als eine Zunahme der Menge an CO ₂ in der Atmosphäre sie erwärmen wird! Alle Minuspunkte haben ihre Vorteile, und obwohl wir nur wenige Jahre Zeit haben, um die neue Dimension zu genießen, kann diese Erfahrung den Rest unseres Lebens wert sein.

Fragen Sie Ethan Nr. 104: Was wäre, wenn wir vier räumliche Dimensionen hätten?

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