Pregúntele a Ethan No. 104: ¿y si tuviéramos cuatro dimensiones espaciales?

Hay una quinta dimensión más allá de las conocidas por el hombre. Esta dimensión es enorme, como el espacio, y atemporal, como el infinito. Este es un territorio neutral para la luz y la oscuridad, para la ciencia y la superstición.
- Rod Serling

Estamos bastante acostumbrados a las tres dimensiones espaciales de nuestro universo, a la longitud, el ancho y la profundidad. Podemos imaginar cómo se ven las cosas en dimensiones más pequeñas, en un plano bidimensional o en una línea unidimensional, pero con dimensiones más altas no todo es tan simple, ya que no podemos imaginar el movimiento en una dirección no descrita por nuestro espacio habitual. En el Universo hay una cuarta dimensión (tiempo), y solo tres espaciales. Pero entre las preguntas de esta semana, vi una pregunta pendiente de la serie "What If" de la escritora Kelly Luke:

¿Qué significaría para las personas si el número de mediciones en nuestro mundo cambiara según las estaciones? Por ejemplo, medio año tenemos tres dimensiones y medio cuatro.

Imagine, si es posible, que tiene la capacidad de moverse en una dirección adicional, que no forma parte de la configuración regular de arriba hacia abajo, norte-sur y oeste-este. Imagina que solo tú tienes esta habilidad.



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Desde el punto de vista de nosotros, que tenemos una dimensión adicional, podemos subir dentro de un ser bidimensional y manipular sus interiores sin cortes. Podemos darles la vuelta o cambiar a izquierda y derecha. Podemos levantarlos del avión y moverlos a cualquier lugar.

Y si nosotros, criaturas tridimensionales, decidiéramos ingresar al mundo bidimensional, nos veríamos extraños, porque en cualquier momento solo podrían ver nuestra sección bidimensional:

• primero apareceríamos en forma de huellas,
• luego se convertirían en dos círculos moviéndose hacia abajo a través de su universo,
• los círculos se fusionarían en una elipse,
• luego aparecerían unos nuevos (dedos),
• crecerían en dos círculos grandes (brazos, hombros),
• todo esto se fusionaría en una gran figura a la altura de los hombros,
• luego disminuiría, crecería nuevamente y desaparecería (cuello, cabeza).



Afortunadamente, en nuestro universo no hay criaturas tetradimensionales, porque nos parecerían criaturas divinas que violan la física. Pero, ¿qué pasaría si no fuéramos seres de dimensiones superiores, pero en el Universo habría más dimensiones? Y esto es posible: se demostró que en el pasado el Universo podría haber tenido más dimensiones.



En el contexto de la teoría general de la relatividad, es bastante simple crear un espacio-tiempo en el que el número de mediciones macroscópicas cambie con el tiempo. Podríamos tener más dimensiones, no solo en el pasado, sino también en el futuro, además, podemos construir un espacio-tiempo donde este número fluctúe y se vuelva más o menos.

Entonces sí, una cuarta dimensión puede comenzar a aparecer en nuestro universo.


Tesseract


Ikositetrahor

Todo esto es genial, pero ¿cómo se vería? Por lo general, no pensamos en ello, pero las cuatro interacciones fundamentales (gravedad, electromagnetismo y dos fuerzas nucleares) tienen exactamente estas propiedades y cantidades porque existen en la cantidad de dimensiones que tiene el universo. Si reducimos o aumentamos su número, cambiaremos, por ejemplo, la distribución de líneas de fuerza.

Un cambio en las fuerzas electromagnéticas y nucleares conduciría al desastre.



Imagine que está mirando un átomo, o en su interior, el núcleo. Los núcleos y los átomos son el material de construcción de todas las sustancias que componen nuestro mundo, y su escala es extremadamente pequeña. Átomos - angstroms ( ^10-10 m), en núcleos - femtómetros ( ^10-15m) Si estas fuerzas comienzan a fluir hacia otra dimensión espacial, las leyes que las gobiernan cambiarán.

En pocas palabras, estas fuerzas tendrán más espacio para la propagación, lo que significa que se debilitarán con la distancia más rápido. Esto no afectará tanto a los núcleos: sus tamaños se volverán un poco más grandes y algunos núcleos cambiarán la estabilidad. Los núcleos estables pueden volverse radiactivos, y viceversa. Esto no es tan aterrador. Pero habrá más problemas con el electromagnetismo.


Mesa de orbitales atómicos

Imagine que de repente las fuerzas que unen los electrones a los núcleos se debilitan. Lo que cambiará la fuerza de esta interacción. A nivel molecular, todo lo que te mantiene completo son enlaces relativamente débiles entre electrones y núcleos. Si cambia esta interacción, la configuración de todo cambiará. Las enzimas se desnaturalizan, las proteínas cambian de forma, los ligandos impulsados ​​por las neuronas dejan de encajar, el ADN no codificará moléculas, como se esperaba.

Es decir, si la interacción electromagnética cambia, penetrando en la cuarta dimensión espacial, que ha alcanzado el tamaño de un angstrom, la gente morirá de inmediato.



Pero no todo está perdido. Existen muchos modelos, inspirados principalmente en la teoría de cuerdas, en los cuales estas interacciones, electromagnéticas y nucleares, se limitan a tres dimensiones. Y entonces solo la gravedad puede penetrar en el cuarto. Para nosotros, esto significa que la gravedad fluirá hacia una cuarta dimensión creciente (e influencia). Y los objetos se debilitarán más que antes.

Como resultado, sucederán muchas cosas extrañas.



Los asteroides que giran rápidamente, que consisten en material suelto, comenzarán a descomponerse. Su atracción no será suficiente para mantener las piedras y la grava en la superficie. Los cometas cuando se acerquen al Sol se evaporarán más rápido y sus colas se volverán más elegantes. Y con un crecimiento suficientemente fuerte de la cuarta dimensión, la gravedad de la Tierra caerá, como resultado de lo cual el planeta se hinchará, especialmente a lo largo del ecuador.



Las personas que viven más cerca de los polos sentirán una disminución de la gravedad, y aquellos que viven más cerca del ecuador estarán en peligro de volar al espacio. En el nivel macro, la famosa ley de Newton, la ley de los cuadrados inversos, se convertirá en la ley de los cubos inversos, y la gravedad disminuirá mucho más rápido con la distancia.

A medida que la dimensión crece a una distancia entre la Tierra y el Sol, todo en nuestro sistema solar se espaciará. Si esto continúa durante más de unos pocos días al año, incluso si la gravedad vuelve a la normalidad durante las 50 semanas restantes, nuestro sistema solar colapsará por completo en solo cien años.



Habrá períodos en la Tierra en los que no solo podremos sentir la dirección adicional para el movimiento, sino también cuando las propiedades de la gravedad cambian dramáticamente para peor. No solo los saltos largos y altos nunca serán los mismos, las consecuencias para nuestro querido Universo estable serán apocalípticas.

Así que ten cuidado con tus deseos, Kelly, ya que la cuarta dimensión, que crece a un gran tamaño, no solo traerá sensaciones sorprendentes, sino que también absorberá una parte importante de la Tierra, incluida la atmósfera y las regiones ecuatoriales.

Pero hay una ventaja.



El calentamiento global dejará de preocuparnos, ya que un aumento en la distancia del Sol enfriará mucho nuestro mundo, mucho más rápido que un aumento en la cantidad de CO ₂ en la atmósfera lo calentará. Todos los inconvenientes tienen sus ventajas, y aunque solo tenemos unos pocos años para disfrutar de la nueva dimensión, esta experiencia puede valer el resto de nuestras vidas.