Miért élünk egy háromdimenziós térben, futurista - A jövő itt van
Élünk, egy háromdimenziós világban: hossza, szélessége és mélysége. Egyesek azt állítják, „De mi van a negyedik dimenzió - idő?” Valóban, az idő - ez is a mérést. De a kérdés az, hogy miért tér mérése három dimenzióban - rejtély a tudósok. Egy új tanulmány megmagyarázza, hogy miért élünk 3D-s világban.
Az a kérdés, hogy miért tér háromdimenziós, kínzott a tudósok és filozófusok ősidők óta. Valóban, miért három dimenzióban, tíz helyett, vagy, mondjuk, 45?
Általában, a négy-dimenziós tér-idő (vagy 3 + 1 dimenziós) egy három dimenzió térben, a negyedik dimenzió az idő. Vannak is filozófiai és tudományos elméletek multidimenzionalitását idő, ami azt sugallja, hogy a mérési idő valójában hosszabb, mint amilyennek látszik: az idő nyila ismerős számunkra, rendezte a múlt és a jövő a jelen - csak az egyik lehetséges tengelyt. Ez lehetővé teszi a különböző sci-fi projektek, mint például az időutazás, és létrehoz egy új többváltozós kozmológia, amely feltételez párhuzamos univerzumok. Az azonban, hogy további idődimenziókkal amíg tudományosan bizonyított.
Visszatérve a 3 + 1 dimenziós mérés. Tisztában vagyunk azzal, hogy az idő dimenziója van társítva a termodinamika második törvénye, amely kimondja, hogy egy zárt rendszerben - mint például a világegyetem - entrópia (káosz intézkedés) mindig növekszik. Csökkenti az egyetemes rendellenesség nem. Ezért az idő mindig előrefelé - és semmi mást.
Korábban a tudósok odafigyelt a dimenzió az univerzum miatt az úgynevezett atropnym elv: „Úgy látjuk, ebben az univerzumban, mert csak egy ilyen univerzumban, egy megfigyelő lehet, ember.” Háromdimenziós térben miatt fenntartásának lehetőségét az univerzum abban a formában, amelyben látjuk. Ha a világegyetem jött létre mérések szerint Newton gravitációs nem lenne lehetséges stabil, még bolygók pályájának és atom az anyag szerkezetének: elektronok esne a mag.
Ebben a tanulmányban a kutatók vett egy más megközelítést. Azt javasolták, hogy a tér háromdimenziós, mert a termodinamikai mennyiség - Helmholtz szabad energia sűrűsége. A világegyetemben, tele sugárzás, ez a sűrűség lehet tekinteni, mint a nyomás abban a térben. A nyomás függ a hőmérséklet a világegyetem, és az összeget a térbeli dimenziók.
Kutatók kimutatták, hogy fordulhat elő az első másodperc töredéke alatt a Nagy Bumm után, az úgynevezett Planck-korszak. Abban az időben, amikor a világegyetem kezdett kihűlni, a Helmholtz sűrűség elérte első csúcspontját. Aztán az univerzum egy pillanatra, és a térbeli dimenziók voltak pontosan három. A lényeg az, hogy a vizsgálat a háromdimenziós térben már „befagyott”, amint Helmholtz sűrűség elérte a maximális értéket, amely tiltja az áthaladást más dimenziók.
Az alábbi ábra szemlélteti, hogy ez történik. Bal - Helmholtz szabad energia sűrűségű (e) eléri a maximális értéket; hőmérséklet T = 0,93, amely akkor jelentkezik, ha a tér három dimenziós (n = 3). S és U entrópia sűrűség és a belső energiasűrűség, ill. A jobb azt mutatja, hogy az átmenet a többdimenziós hőmérsékleten történik alacsonyabb, mint 0,93, amely megfelel a három mérés.
Ez annak köszönhető, hogy a termodinamika második törvénye, amely lehetővé teszi, hogy az átmenetek magasabb mérési csak ha a hőmérséklet meghalad egy kritikus értéket - nem kevesebb mértékben. Az univerzum folyamatosan bővül, és az elemi részecskék, fotonok energiát veszítenek - amiért a világ fokozatosan lehűtjük: Ki az a hőmérséklet a világegyetem sokkal alacsonyabb szinten. bevonásával az átmenetet a 3D-világ sokdimenziós térben.
A kutatók magyarázata szerint a térbeli dimenziók hasonlóak a halmazállapot, és az átmenet az egyik dimenzióból a másikba hasonlít egy fázisátalakulás - mint például a jég olvadása, ami csak akkor lehetséges, nagyon magas hőmérsékleten.
Ez a feltételezés még hagy magasabb dimenziókba, amely létezett az Planck-korszak, amikor az univerzum melegebb volt, mint volt a kritikus hőmérséklet.
További mérések jelen vannak számos kozmológiai modell - elsősorban a húrelmélet. Ez a tanulmány segíthet megmagyarázni, miért néhány ilyen modellek eltűntek, vagy extra méretei ugyanazok apró, mint volt az első másodperc töredéke alatt a Nagy Bumm után, míg a 3D-térben folyamatosan növekszik szerte megfigyelhető univerzum.
A jövőben a kutatók tervezik, hogy javítsa a modell, hogy további kvantum hatások léphetnek fel az első másodperc töredéke alatt a Nagy Bumm után. Ezen túlmenően, az eredmények a kiterjesztett modell is hivatkozási alapul szolgálhat dolgozó kutatók számára más kozmológiai modellek, mint a kvantum gravitáció.