Co by się zmieniło, gdyby istniały nie tylko trzy wymiary przestrzenne i jeden czasowy? Wyobraź sobie, jeśli możesz, możliwość poruszania się w dodatkowym kierunku: oprócz góry i dołu, północ-południe, zachód-wschód. Że istnieje niezależny kierunek poza naszymi konwencjonalnymi koncepcjami osi x, y i z. I wyobraź sobie, że jesteś jedyną osobą na świecie, która ma dostęp do tego czwartego wymiaru. Ktoś w naszym trójwymiarowym świecie pomyślałby, że wiesz, jak robić dziwne i niezwykłe rzeczy, które w pewien sposób sprawiają, że jesteś boski:
- możesz teleportować się z jednego miejsca do drugiego, znikając w jednym miejscu i pojawiając się w innym;
- można przenosić lub usuwać narządy wewnętrzne ludzi, wykonywać operacje bez otwierania - ciało;
- możesz usunąć każdego z trójwymiarowego wszechświata, umieszczając go później w innym wybranym przez siebie miejscu.
Jak to jest możliwe? Tak, tak jak ty - trójwymiarowa istota - wchodzisz w interakcję z dwuwymiarowym wszechświatem.
Będziesz tak boski jak dziecko z kolorowymi ołówkami lub pisakami. Z punktu widzenia naszego dodatkowego (trzeciego) wymiaru przestrzennego możemy wejść do wnętrza dowolnej dwuwymiarowej istoty i przemieszczać ją w jej otoczeniu bez wycinania. Możemy to wyłączyć, zamienić prawo i lewo. Możemy wyjąć go z jego wszechświata i umieścić w innym miejscu.
A jeśli my sami, będąc istotami trójwymiarowymi, zdecydujemy się wejść do dwuwymiarowego wszechświata, będziemy wyglądać bardzo dziwnie, ponieważ w pewnym momencie widzą nas „dwuwymiarowe plasterki”. Poruszanie się od góry do dołu wzdłuż ich wycinka przestrzeni:
Film promocyjny:
- najpierw pojawi się jako dwa ślady stóp;
- wtedy pojawią się dwa okręgi;
- te koła będą rosły, aż staną się owalne;
- wtedy pojawi się z nimi jeszcze kilka kółek (palców);
- te koła rozwiną się w duże koła (ramiona, dłonie) wraz z owalem;
- wszystko to połączy się w jedną dużą sekcję na ramionach;
- wtedy skurczy się i zniknie wraz z głową.
Na szczęście w naszym wszechświecie nie ma istot 4D, ponieważ byłyby one nie do odróżnienia od boskich istot bawiących się fizyką. Ale co by było, gdyby wszechświat zamiast być istotami wyższego wymiaru, miał więcej wymiarów niż teraz? Należy zauważyć, że jest to całkiem możliwe. Wykazano, że w przeszłości wszechświat mógł mieć więcej wymiarów.
W kontekście ogólnej teorii względności nie jest trudno skonstruować czasoprzestrzeń, w której liczba „dużych” (czyli makroskopowych) wymiarów zmienia się w czasie. Nie tylko moglibyśmy mieć duży dodatkowy wymiar w przeszłości, ale także w przyszłości, czy w ogóle, możemy stworzyć stale zmieniającą się czasoprzestrzeń, w której ta liczba ciągle się zmienia.
Fizyczne konsekwencje tego są niewiarygodne: moglibyśmy mieć wszechświat, w którym pojawia się czwarty dodatkowy wymiar przestrzenny.
Jak to będzie wyglądać? Zwykle o tym nie myślimy, ale cztery podstawowe oddziaływania - grawitacja, elektromagnetyzm i dwie siły jądrowe - mają określone siły i właściwości, ponieważ są też wymiary, które ma nasz Wszechświat. Jeśli zmniejszymy lub zwiększymy liczbę wymiarów, zmieni się np. Układ linii pola siłowego.
Byłoby katastrofalne, gdyby elektromagnetyzm lub siły nuklearne zmieniły się natychmiast, ponieważ atomy lub jądra atomowe uległyby rozpadowi, zmianie rozmiaru lub utworzeniu całkowicie nieuporządkowanej struktury lub powiązanej struktury (takiej jak ludzie), która od nich zależy.
Rozważmy atom, w którym elektrony krążą wokół naładowanego jądra lub wewnątrz atomu w samym jądrze atomowym. Jądra i utworzone z nich atomy stanowią budulec całej materii, z której składa się nasz świat, i są zlokalizowane w bardzo małych skalach: angstremach dla atomów (10-10 metrów), femtometrami (10-15) dla jąder. Jeśli pozwoli się tym siłom „wypłynąć” do innego wymiaru przestrzennego, co mogą zrobić, gdy ten wymiar osiągnie dostatecznie duży rozmiar, prawa sił, które nimi rządzą, również ulegną zmianie.
Ogólnie rzecz biorąc, siły te będą miały więcej „miejsca” na propagację, co oznacza, że będą słabnąć szybciej wraz z przebytą odległością, jeśli pomiarów będzie więcej. W przypadku jąder ta zmiana może nie być taka zła: rozmiar jąder będzie nieco większy, stabilność niektórych jąder ulegnie zmianie, staną się radioaktywne lub stabilne. To nie jest takie złe. Ale elektromagnetyzm może być bardzo problematyczny.
Wyobraź sobie, co by się stało, gdyby nagle siły wiążące elektrony z jądrem stały się słabsze. Jeśli siła tej interakcji uległa zmianie. Nie myślisz o tym, ale na poziomie molekularnym jedyną rzeczą, która cię trzyma, są stosunkowo słabe wiązania między elektronami i jądrem. Jeśli zmienisz tę siłę, zmienisz konfigurację wszystkiego. Enzymy ulegną denaturacji, białka zmienią kształt, DNA nie będzie kodować cząsteczek, które powinien kodować.
Innymi słowy, gdyby siła elektromagnetyczna miała się zmienić, ponieważ ta siła przeniknęła do dużego, czterowymiarowego wymiaru, który osiągnął mniej więcej angstremów, ciała ludzi natychmiast zapadłyby się i umarły.
Ale nie wszystko jest stracone. Istnieje wiele modeli, głównie inspirowanych teorią strun, gdzie te siły, elektromagnetyczne i jądrowe, są ograniczone do trzech wymiarów. Wtedy tylko grawitacja będzie mogła poruszać się w czwartym wymiarze. A to oznacza, że kiedy pojawił się czwarty wymiar i powiększył się (a co za tym idzie i jego skutki), grawitacja zaczęła „odpływać” do tego dodatkowego wymiaru. A zatem przedmioty będą mniej przyciągać niż my jesteśmy przyzwyczajeni.
Prowadziłoby to do wielu dziwnych znaków.
Po pierwsze, asteroidy - które wirują ciasno ze sobą połączone - rozpadną się, ponieważ nie ma wystarczającej grawitacji, aby utrzymać te skały i skały. Zbliżając się do Słońca komety szybciej wyparują i uzyskają imponujące ogony. A jeśli czwarty wymiar stanie się dostatecznie duży, siły grawitacyjne na Ziemi poważnie się zmniejszą, a nasza planeta stanie się większa, zwłaszcza na równiku.
Ludzie mieszkający na biegunach odczuwają spadek grawitacji, a ludzie mieszkający na równiku mogą zostać wyrzuceni w kosmos. Na poziomie makro słynne prawo grawitacji Newtona - prawo odwrotnych kwadratów - nagle stanie się prawem odwrotnych sześcianów, tak że grawitacja będzie znacznie słabnąć wraz ze wzrostem odległości.
Gdyby wymiar wzrósł do wielkości odległości od Ziemi do Słońca, praktycznie wszystko w naszym Układzie Słonecznym zostałoby odłączone. Gdyby to trwało dłużej niż kilka dni w roku - nawet gdyby grawitacja wróciła do normy po 50 tygodniach - nasz układ słoneczny całkowicie się załamałby w ciągu zaledwie stu lat.
Mielibyśmy okresy na Ziemi, kiedy moglibyśmy nie tylko poruszać się w „dodatkowym” kierunku przez przestrzenie, oprócz poruszania się w przód iw tył, w górę iw dół, w prawo i w lewo, ale także wtedy, gdy właściwości grawitacji zmieniałyby się znacznie, a nie na lepsze … Podczas gdy zawody w skoku wzwyż i skoku w dal byłyby niesamowite, konsekwencje dla naszego stabilnego systemu byłyby apokaliptyczne.
Dodatkowy wymiar, o ile pozostanie w wystarczająco małej skali, będzie prawie niewidoczny, zwłaszcza jeśli elektromagnetyzm pozostanie ograniczony do naszych trzech wymiarów. Ale pozwól, aby czterowymiarowy wymiar urósł na tyle, abyśmy mogli przez niego przejść … A wtedy sama planeta, gwiazdy, galaktyki i cały wszechświat będą zagrożone. Nawet bardzo krótki czas spędzony w tym wymiarze będzie inny niż wszystko. Uważaj o co prosisz.
ILYA KHEL
