В 1979 году СССР предложил 100 километров над уровнем моря в качестве официального предела космоса. Великобритания и США отвергли эту инициативу, утверждая, что любое ограничение только помешает исследованию космоса.
Пространство, время – истина где-то рядом
У кого когда-нибудь было чувство, что он откроет для себя что-то новое. истина, даже если бы они прочитали детективный роман, они бы поняли его.
В двух статьях на этом сайте я рассматривал концепцию пространства. и время, как объекты всех вещей, и я процитировал некоторые из своих мыслей и находок в этой области. (Ссылки на статьи ниже).
И хотя я понял и сообщил своим читателям, что путь познания в этой области знаний — что такое космос и время, очень деликатный — ни один из участников не смог выдвинуть каких-либо существенных пунктов в виде фундаментальных претензий. истин.
Фундаментальным в том смысле, что это знание как аксиома должно лежать в основе представлений значительного числа людей.
Для всех знаний в виде теорий, гипотез и простых предположений о пространстве. и времени, При столкновении с реальностью или с простейшей логикой причинно-следственных связей все эти знания оказываются «неправдой» для большинства людей.
Потому что это знание о пространстве и времени — Именно этот «гвоздь» люди должны забить в фундамент своих знаний о мире и о себе, живущих в нем.
Но, как я уже указывал, они не фальсифицируют этот гвоздь — из-за абсолютной глупости человеческих существ и оппортунизма научного знания.
Лично я не соправитель, даже не ученый по профессии и званию, но у меня есть своя специальность — философ.
Я ломал голову над вопросами пространства. и времени, и у меня есть сайт, так почему бы не продолжить в этой статье. поиском истин по вопросам пространства. и времени.
Хотя я так же глуп, как и другие люди, и был высмеян в предыдущих статьях о космосе. и времени, Меня это, конечно, беспокоит.
Но с другой стороны, я уверен, что семена истины Существуют и будут существовать: Просто, как и в прошлом, давно назрела необходимость во времена моего собственного учения, чтобы написать на тему космоса, времени.
Ибо одно дело — думать, а другое — объяснять: Не знаю, как для кого, но для меня их выступления отличаются.
Пространство – это всё в этом мире
Свойство пространства — объёмность
Мир, даже тот, который человек может воспринимать своими несовершенными органами чувств и понимать своим довольно ограниченным представлением о мире, изначально кажется ему трехмерным.
То есть для человека очевидно, что мир и он в нем простирается вдаль, в стороны и в высоту — у него есть длина, ширина и высота — у него есть пространство.
Это трехмерное измерение пространства постоянно демонстрируется и используется человеком в его жизни: Он измеряет все в размерах условных единиц длины — ширины, высоты и фактической длины — объектов мира.
Или если вам нужно измерить объем пространства, вы правильно перемножаете длины и получаете представление о численном значении объема одного куска пространства по отношению к другому куску пространства.
То есть, посмотрите, что мы получим, если начнем с этих простых представлений о пространстве, которые есть у людей:
— Пространство кубическое… – состоит состоит из бесконечно малых частей самого себя, кубов, имеющих высоту, ширину и длину.
— И эти крошечные кусочки пространства, которые вписываются во все большие и большие объемы пространства, образуют КУБОВЫЙ мир.
То есть, отталкиваясь от идеи трехмерности пространства, люди, сами того не зная, рисуют картину мира как куб, — как кубическое пространство, содержащее такие же кубические объекты.
Потому что все в этом мире, утверждают они, имеет длину, ширину и высоту. Здесь вы можете увидеть пример такого аргумента:
Мир в виде маленьких кубиков, которые даже «многообразно» вписываются в большие объемы и вовсе не образуют кубических пространственных форм — что это, как не заблуждение?
И мы тысячелетиями подпитывали это заблуждение, утверждая, что мир трехмерен. Потому что он так хорошо подходит нам, как в повседневной жизни, так и в науке.
Математики выделяются своей особой злобностью или глупостью: Они знают и даже учат детей, что, например, объем сферы не измеряется умножением ее длины, которой в сфере вообще не существует.
А как можно измерить объем части пространства сложной формы, например, человеческого тела? Разделив его на множество маленьких кубиков, а затем сложив их объем?
Так же как мы измеряем площадь пространства сложной формы, разбивая его на множество квадратов?
А как насчет элементарных бытовых, даже не научных, наблюдений за космосом? Ну, встаньте в центр любого пространства вокруг вас, и давайте реально посмотрим, куда оно простирается:
— Рука вверх — высота; рука в сторону — длина; рука в сторону — ширина.
И это все? А как насчет того, что рука может опуститься вниз, подняться снова с другой стороны, вытянуться назад или вообще описать ею круг? Или, о ужас, держаться за трехмерное пространство: взять его и двигать рукой во всех направлениях?
И нигде рука не отдыхает, как правило, в отсутствии пространства — это ВСЕГДА ВСЕ.
И это естественно и очевидно, когда мы понимаем, что каждое тело в пространстве окружено гравитационным полем.
И если это поле не деформируется при взаимодействии с другим полем, то оно строго сферично, как и космический объект, который оно окружает.
Лично я всегда стараюсь использовать термины, которые имеют общее значение для большинства читателей или слушателей. Если возникают сомнения, я даю определение термина или понятия, которое он подразумевает.
Мир – это энергия
Старые способы смотреть на вещи больше не работают, и ученые сами это поняли. Они в значительной степени достигли «верхнего предела» и постепенно начинают раздвигать границы науки, исследуя и изучая явления, которые ранее считались совершенно ненаучными. Более того, время от времени происходят открытия, доказывающие, что мир устроен совершенно иначе и не может быть понят только в терминах материальных величин. Атомная модель, закрепленная в учебных программах, была заменена квантовой реальностью. Квантовые физики показали, что он состоит 99,9999999999999999999999999999999999999999% вакуумного пространства, энергия, а не материя. То есть атомы содержат ничтожно малое количество материальной материи, и более того, эта материя ведет себя хаотично и непредсказуемо, полностью игнорируя границы пространства. и времени и не подчиняется законам Ньютона — она просто появляется и исчезает. А все остальное атомное пространство — это невидимое, взаимосвязанное поле информации.
Это порождает удивительную и научную космогоническую идею о том, что вся Вселенная состоит состоит из чистой энергии, независимо от того, насколько плотной она кажется. То есть, наш мир — это энергия! И с этим не поспоришь — это вывод ученых, а не магов и колдунов. В квантовой физике вообще не существует конкретных материальных объектов. Материя существует как некое явление — как возможность или вероятность. Однако человечество всеми силами пытается понять, что именно является материальным, и упрямо настаивает на том, что все остальное эфемерно и «мифично».
Эффект наблюдателя
Но это не единственные научные сюрпризы. Ученые сделали еще одно открытие — так называемый «эффект наблюдателя». Удивительно, но на поведение элементарных частиц влияет наблюдатель. Частицы то и дело исчезают и появляются, и как только испытуемый фокусирует свое внимание на определенном положении электрона, он тут же появляется там. Но когда наблюдатель перестает смотреть туда, субатомная частица исчезает в бесконечном энергетическом поле. Это звучит как магия, но это научный факт.
Получается, что физическая материя существует только тогда, когда мы фокусируем на ней свое внимание. Как только мы перестаем на него смотреть, объект тут же исчезает.
Открытый и доказанный учеными «эффект наблюдателя» позволяет утверждать, что материя постоянно трансформируется и изменяется — из вещества в энергию. Это происходит 7-8 раз в секунду. И мы с вами, сами являющиеся наблюдателями окружающей нас действительности, постоянно проделываем этот «фокус» с появлением и исчезновением материи.
Почему желания исполняются
Получается, что наш разум первичен и вытесняет материю. Это и есть квантовая реальность! А поскольку разум напрямую влияет на объективную реальность, все рассуждения эзотериков, парапсихологов и авторов этих кассовых фильмов верны — мы можем управлять своей реальностью! И у нас есть научная основа для этого.
То есть, когда мы представляем себе желаемое будущее событие, эта реальность уже существует как потенциальная возможность. Он находится в бесконечном квантовом поле, где нет понятия пространства. и времени. И все, что ему нужно, чтобы появиться на свет, — это внимание наблюдателя.
Из этого пространства выбора мы выбираем нашу собственную реальность и события, составляющие ее. состоит наша жизнь. Человеку свойственно быть озабоченным своими проблемами и концентрировать свое внимание на тех, которые только еще больше утяжеляют его. В этом случае, как утверждает квантовая физика, в одно мгновение существуют все возможности, пока мы выбираем правильную. То есть, сместить фокус внимания.
Люди как квантовые наблюдатели могут кардинально изменить «материю» своей жизни. Помните: «Где есть внимание, там есть энергия»! Это основной закон не только в физике, но и в эзотерике. Она дает ключ к управлению состоянисебя, окружающую вас действительность и события.
Поэтому, чтобы устранить что-то нежелательное, нужно перестать наблюдать за этим и направить энергию туда. Сосредоточьте свое внимание на планах и возможностях, и энергия потечет туда, чтобы реализовать эти возможности. Когда вы контролируете свое внимание, вы контролируете свою жизнь! Эффект плацебо — это не фантазия, это квантовая реальность. И самый время это использовать эти знания.
Источник изображения: неподвижное изображение, Pexels
Следите за нашим стримом в Telegram! Другие новости и эксклюзивные советы от U Magazine
Образуются элементарные космические частицы, некоторые из которых попадают в наш мир, а другие распадаются обратно в небытие — создается нечто вроде буферной зоны между вселенским пространством и небытием.
Атмосфера и околоземное пространство
На уровне моря атмосферное давление составляет 101,325 кПа, или одну атмосферу. Подавляющее большинство населения Земли — 99 % — живет на высоте менее 2 км. Только акклиматизированные люди, такие как шерпы в Гималаях, могут находиться на такой высоте, в то время как у других возникает высотная болезнь из-за недостатка кислорода. Большая часть (около 80 %) массы атмосферы находится в нижнем, более плотном слое на высоте до 7 км.
На высоте 5 км давление воздуха снижается вдвое, а на высоте 12 км проходит граница между тропосферой и стратосферой, выше которой облака не поднимаются. Двенадцать километров — это максимальное расстояние полета для пассажирских самолетов, и это также предел для малых самолетов.временндыхание чистым кислородом.
Структура атмосферы нашей планеты и околоземного пространства
На отметке 18,9-19,35 км находится линия Армстронга — начало космоса для человеческого тела. В этом случае слюна и слезы начинают бурлить, а глаза опухают. 20 километров считается пределом биосферы — выше не могут жить даже бактерии. 25-26 километров — это максимальная высота для большинства реактивных самолетов. Озоновый слой, который защищает планету от ультрафиолетового излучения, находится на высоте 20-25 километров в средних широтах.
На высоте 35 километров находится так называемая точка тройной воды — из-за низкого атмосферного давления она закипает при 0 °C. 37,8 километра — рекорд высоты для турбовинтового самолета. Рекорд был установлен советским истребителем МиГ-25М. Максимальная высота, когда-либо достигнутая человеком в самолете, составляет 41,42 км. Это достижение занесено в Книгу рекордов Гиннесса. На высоте 50 километров стратосфера заканчивается и начинается мезосфера.
В 100 километрах находится линия Карман, после которой начинается космос. Примерно на той же высоте находится слой Кеннелли-Хевисайда, который отражает радиоволны. За этой границей начинается околоземное пространство, которое отличается от других регионов Вселенной из-за влияния нашей планеты. Это отражается в наличии и концентрации заряженных частиц, их энергии, влиянии магнитного поля Земли и т.д. Считается, что длина этой области пространства составляет 10-12 земных радиусов. Однако некоторые астрономы считают, что она простирается до орбиты Луны.
Крупные метеориты и снаряды начинают сгорать на высоте 135 километров над поверхностью Земли. Выше 160 километров начинается область стабильных низких околоземных орбит. Высота первого космического полета, V-2 в 1944 году, составила 188 километров, а Гагарин поднялся на высоту 302 километра. В 350 километрах от поверхности Земли начинаются более низкие, долгосрочные стабильные орбиты. МКС летает на высоте около 400 километров. Баллистические ракеты (МБР) достигают высоты около 1300 километров в своей наивысшей точке на орбите.
Атмосфера Земли. Что происходит на разных высотах
На высоте 2 000 км проходит граница между низкой и средней околоземной орбитой. На этом уровне отсутствует влияние атмосферы, поэтому спутники могут существовать годами. На расстоянии 100 тысяч километров от поверхности находится верхняя граница экзосферы.
От границ атмосферы до пределов Солнечной системы
Межпланетное пространство — это область Вселенной, ограниченная орбитой самой внешней планеты, вращающейся вокруг звезды. Из множества звездных систем, известных ученым сегодня, наша, несомненно, является наиболее изученной. В центре нашей системы находится Солнце. Его влияние определяет характеристики межпланетного пространства. На орбите Солнца вращаются восемь планет, четыре из которых имеют каменистую, твердую поверхность, а четыре — газовые гиганты. Нептун находится дальше всех от Солнца, а Меркурий — ближе всех.
Вот как выглядит Земля с поверхности нашего спутника
Межпланетное пространство простирается до края системы, где оно сливается с межзвездным пространством. Граница между ними называется гелиопаузой и находится на расстоянии 120-160 а.е. от нашего Солнца. Средняя плотность Солнечной системы очень низкая, но ее нельзя считать вакуумом — там есть пыль, частицы, излучение и плазма. Количество материи уменьшается с удалением от центра системы.
Самым важным компонентом межпланетного пространства является солнечный ветер — поток ионизированных частиц, испускаемых Солнцем. Его скорость колеблется от 300 до 800 км/с, а температура составляет около 105 °К.
Радиус сферы, в которой гравитация Земли превышает гравитацию Солнца, составляет 260 тысяч километров. Точки Лагранжа находятся на расстоянии 1,5 миллиона километров, а на расстоянии 21 миллиона километров гравитационное притяжение Земли к пролетающим объектам полностью исчезает.
Наша планета находится на расстоянии около 150 миллионов километров от Солнца, что соответствует одной астрономической единице. Расстояние от Солнца до Нептуна составляет 450 миллиардов километров или 30а. е. За ним находятся скопления комет, астероидов и малых планет, которые составляют пояс Койпера и облако Оорта.
Будущим астронавтам придется преодолеть от 11 до 14 миллиардов километров, чтобы достичь границ гелиосферы. Космический аппарат «Вояджер-1» к июню 2020 года преодолел расстояние в 35 миллиардов километров, или 230 AU. К концу этого столетия он пройдет 65 миллиардов километров.
За пределами Солнечной системы
Межзвездное пространство представляет собой регионы внутри галактик. Другими словами, это пространство без небесных тел, заполненное облаками межзвездного газа, пыли, радиации и электромагнитных полей. Она также содержит загадочную темную материю.
Его состав является результатом первичного нуклеосинтеза, происходившего после Большого взрыва, и ядерных реакций, происходящих в звездах. Распределение вещества в межзвездном пространстве очень неоднородно: существуют облака с различной температурой и скопления горячего газа. Особенностью является низкая плотность, которая составляет не более 1 000 атомов на кубический сантиметр.
Эволюция межзвездной материи связана с процессами, происходящими в галактиках на протяжении миллиардов лет.
На этом уровне основной единицей измерения является световой год, который составляет около 9,5 триллионов километров. Внешний край гипотетического облака Оорта, например, находится на расстоянии 2 Зв. лет, а Проксима Центавра, ближайшая к нам звезда, — 4,2 Зв. лет. Размер местного межзвездного облака, через которое проходит наша система, составляет 2 Зв. лет. движется нашей системы составляет 30 Зв. лет или 30 триллионов километров. Диаметр Млечного Пути составляет 100 тысяч солнечных лет.
Солнечная система и межзвездная система пространство
Межгалактическое пространство — это область Вселенной за пределами наших галактик. Он лучше всего подходит под определение вакуума, потому что в нем почти нет материи. На один кубический дециметр приходится только один атом водорода. Температура этого газа составляет около десяти миллионов градусов.
На этом уровне организации Вселенной расстояния измеряются миллиардами световых лет или миллионами парсеков. Например, размер местного суперкластера Virgo, в который входит Млечный Путь, составляет 200 миллионов световых лет. А протяженность суперколлапса комплекса Фиш-Кит составляет более 1 миллиарда световых лет. Предел видимой материи во Вселенной, какой мы ее знаем, составляет 26 миллиардов Зв. В этой области находится около 500 миллиардов галактик.
Математики выделяются своей особой злобностью или глупостью: Они знают и даже учат детей, что, например, объем сферы не измеряется умножением ее длины, которой в сфере вообще не существует.
Что такое пространство-время?
—> +7 926 604 54 63 Адрес
Чем больше ученые пытаются понять космическое пространство и времени, тем больше запутывается ситуация. Но дальше становится еще интереснее!
С точки зрения физики, если мы посмотрим на небольшую часть пространства, то увидим, что оно состоит квантов. Но что это за кирпичи?
Люди склонны воспринимать пространство как должное. На самом деле, это просто пустота, фон для всего остального. Время — тоже простая вещь: оно бьется и бьется беспрестанно. Но если физики, которые годами бьются над объединением своих основных теорий, и открыли что-то полезное, так это то, что пространство может и время образуют систему такой непреодолимой сложности, что даже самая отчаянная попытка понять ее окажется тщетной.
Альберт Эйнштейн предвидел появление этого эффекта еще в ноябре 1916 года. Годом ранее он сформулировал общую теорию относительности, согласно которой гравитация — это не сила, действующая в пространстве, а свойство самого пространства.времени. Мяч, брошенный сверху, возвращается на землю по дуге, потому что Земля сильно искажает пространство вокруг себя.время, что пути шара и земли снова пересекаются. В письме к другу Эйнштейн размышлял над проблемой объединения общей теории относительности и другого ее детища — зарождающейся квантовой механики. Получается, что если объединение. состоитсНедостаточно говорить об искажении пространства: Необходимо говорить о его распаде. Изучая математические расчеты, он не знал, с чего начать. «Как я был измотан в процессе!». — написал он.
Эйнштейн не зашел очень далеко. Даже сегодня существует почти столько же конкурирующих версий теории квантовой гравитации, сколько ученых, изучающих этот вопрос. В жарких дебатах упускается из виду один важный момент. истинуВсе конкурирующие версии говорят, что пространство происходит из чего-то более глубокого. Эта идея противоречит 2500-летнему опыту научного и философского понимания космоса.
Вглубь чёрной дыры
Проблема, с которой сталкиваются физики, прекрасно иллюстрируется на примере обычного магнита. Он без труда поднимает скрепку с земли, несмотря на гравитацию всей планеты Земля. Гравитация слабее магнетизма, электрических и ядерных связей. Какими бы ни были квантовые эффекты, они чрезвычайно слабы. Единственным ощутимым свидетельством их существования является неоднородная картина ранней Вселенной, которая, как считается, не могла возникнуть без участия квантовых флуктуаций в гравитационном поле.
Квантовая гравитация лучше всего изучается с помощью черных дыр. «Это самые подходящие объекты для экспериментов, — говорит Тед Якобсон из Мэрилендского университета в Колледж-Парке. Он и другие теоретики изучают черные дыры как теоретические точки опоры. Что произойдет, если применить уравнения, которые прекрасно работают в лабораторных исследованиях, к черной дыре, самому экстремальному объекту? Возникнет ли тонкая ошибка?
Согласно общей теории относительности, материальный объект, попадающий в центр черной дыры, бесконечно сжимается. Это математический тупик, называемый сингулярностью. Теоретики не могут расширить траекторию движения объекта внутри черной дыры за пределы сингулярности. времени. Даже говорить о «там» проблематично, потому что само пространство являетсявремя, которая определяет местоположение сингулярности, больше не существует. Исследователи надеются, что квантовая теория может послужить микроскопом, чтобы увидеть, что происходит с материальным объектом, который сталкивается с сингулярностью.
По мере приближения к черной дыре материя не настолько сжимается, а гравитация не настолько сильна, чтобы известные законы физики не работали. Но, как ни странно, это не так. Граница черной дыры — это горизонт событий, предел, за которым нет пути назад: Материя, которая попадает сюда, не может вернуться обратно. Спуск в дыру необратим, и это физическая проблема, поскольку все известные в настоящее время законы фундаментальной физики, включая квантовую механику в ее обычной интерпретации, обратимы. Вы должны иметь возможность, по крайней мере в принципе, удалить движение все частицы и восстановить то, что у вас было.
Физики столкнулись с очень похожей проблемой в конце 19 века, когда изучали математику «черного тела», идеализированной моделью которого является полость, заполненная электромагнитным излучением. Согласно теории электромагнетизма Джеймса Клерка Максвелла, такой объект должен поглощать все падающее на него излучение и никогда не сможет прийти в равновесие с окружающей средой. «Он поглощает бесконечное количество тепла из бассейна, температура которого остается постоянной», — объясняет Рафаэль Соркин из Института теоретической физики Периметра в Онтарио. Говоря языком термодинамики, температура объекта по существу равна нулю. Этот вывод противоречит результатам наблюдения за реальными черными телами (например, духовкой). Основываясь на исследованиях Макса Планка, Эйнштейн показал, что черное тело может достичь теплового равновесия, когда дискретные единицы, называемые квантами, получают лучистую энергию.
Проблема равновесия черных дыр занимает физиков-теоретиков уже почти полвека. В середине 1970-х годов покойный Стивен Хокинг из Кембриджского университета сделал большой шаг вперед: используя квантовую теорию, он изучил поле излучения вокруг черных дыр и показал, что температура этих объектов не равна нулю. В этом случае они не только поглощают энергию, но и излучают ее. Хотя благодаря Хокингу черные дыры нашли свое место в термодинамике, проблема необратимости стала еще более острой. Излучение черной дыры не содержит никакой информации о том, что находится внутри нее. Это случайная тепловая энергия. Если вы обратите этот процесс и вернете дырке ее энергию, поглощенная ею материя не выйдет обратно; вы просто получите больше тепла. И нет никаких оснований полагать, что материальные объекты, попавшие в дыру, только заперты в ней, но продолжают существовать, поскольку с излучением дыра сжимается и, согласно расчетам Хокинга, в конце концов неизбежно исчезает.
Великий интеллектуальный прогресс последних лет, который преодолел старые границы физических теорий, состоит это осознание того, что отношения, изучаемые в физике, могут быть связаны с квантовой запутанностью. Как суперпотентный тип корреляции, исследуемый в рамках квантовой механики, запутанность представляется более первичной, чем пространство. Например, экспериментатор может иметь две частицы, летящие в противоположных направлениях. Если эти частицы запутаны, то независимо от того, насколько велико пространство между ними, между ними все равно существует резонанс.
В обсуждениях «квантовой» гравитации обычно фигурируют квантовая дискретность, квантовые флуктуации и целый ряд других квантовых явлений, но не квантовая запутанность. Ситуация изменилась, когда в эти дискуссии вступили черные дыры. Пока существует черная дыра, запутанные частицы входят в нее. Их спутники, которые не поглощаются дырой, остаются спутанными, когда дыра исчезает….. ни с чем. «Хокинг назвал бы это проблемой запутывания, — говорит Самир Матур из Университета штата Огайо.
Даже в вакууме, в отсутствие частиц, электромагнитные и другие поля демонстрируют присущую им запутанность. Если вы измеряете поле в двух разных точках, вы обнаружите, что показания вашего прибора колеблются случайным, но согласованным образом. И если разделить область на две части, то эти части коррелируют друг с другом с такой степенью корреляции, которая зависит от единственной общей геометрической величины, которую они разделяют: площади соприкосновения. В 1995 году Якобсон утверждал, что взаимопроникновение обеспечивает связь между присутствием материи и геометрией пространства.времени, и поэтому может объяснить закон всемирного тяготения. «Чем больше запутанность, тем слабее гравитация, т.е. тем уже пространство.время», — утверждает он.
В настоящее время Некоторые концепции квантовой гравитации — в первую очередь теория струн — отводят запутанности решающую роль. Теория струн применяет голографический принцип не только к черным дырам, но и ко всей Вселенной. Таким образом, появился рецепт создания пространства — по крайней мере, его части. Например, специально структурированные поля, проникающие в двухмерное пространство, создают дополнительное измерение. С появлением третьего измерения первоначальное двухмерное пространство становится границей более роскошной области, известной как объемное пространство. А то, что объединяет объемное пространство в непрерывное целое, — это запутывание.
Чтобы доказать эту гипотезу, Марк Ван Раамсдонк из Университета Британской Колумбии в 2009 году представил элегантное доказательство. Предположим, что поля на границе не запутаны. Поскольку они образуют пару некоррелированных систем, они соответствуют двум автономным вселенным. Путешествие из одного в другой невозможно. Когда системы запутываются, между автономными вселенными образуется своего рода туннель или шахта, позволяющая космическому кораблю путешествовать из одной вселенной в другую. По мере увеличения запутанности туннель становится все меньше и меньше, вселенные все ближе и ближе, и в конце концов их сближение достигает той стадии, когда уже нет смысла говорить о двух вселенных. «Появление великого космоса -времени напрямую связано с запутанностью степеней свободы, которыми обладают поля», — говорит ван Рамсдонк. Корреляции, которые мы наблюдаем в электромагнитных и других полях, являются остатком запутанности, обеспечивающей единство пространства.
Математики выделяются своей особой злобностью или глупостью: Они знают и даже учат детей, что, например, объем сферы не измеряется умножением ее длины, которой в сфере вообще не существует.
Наше повседневное восприятие невозможно без использования образов пространства. и времени. Все физические теории, начиная с ньютоновской механики и заканчивая вариантомвременнвариант теории струн, предполагает существование пространствавремени как особая реальность, в которую погружены объекты — частицы в классической механике или струны в теории струн. Но уже сейчас ясно, что такое изложение слишком упрощает вещи ради ясности.
Теория струн постепенно приводит к новому образу: струны — это нити, из которых соткана ткань пространства.времени. Более научным будет сказать, что эта конкретная когерентность…. состояниструн, вибрирующих синхронно, образует ткань пространства;времени.
Возможно, что космос…время возникли вскоре после Большого взрыва, когда струны, формирующие структуру пространства….времени струны, сходящиеся в нежном танце вибраций, но до этого момента пространство было…времени не существовало.
В настоящее время теоретики пытаются решить важнейшую задачу, связанную с поиском математическая формулировка теории струн без обращения к исходной концепции пространства;времени.
Многомерное пространство
И снова струны изменили наше представление о пространстве. Предыстория этого события начинается в 1919 году.
Дело в том, что хотя Эйнштейн сформулировал общая теория относительности для трехмерного пространства, математический формализм его теории может быть легко обобщен на многомерное пространство. В 1919 году малоизвестный польский математик Теодор Калуца записал уравнения Эйнштейна для четырехмерного пространства и обнаружил, что в дополнение к обычным уравнениям Эйнштейна даны дополнительные уравнения, которые соответствуют уравнениям Максвелла! В четырехмерном пространстве гравитация сочетается с Электродинамика!
Какова польза от этого открытия? В конце концов, мы знаем, что наше пространство трехмерно, и Эренфест объяснил почему: потому что постоянные орбиты планет невозможны при любом другом количестве измерений.
Но шведский математик Клейн вскоре нашел способ избавиться от дополнительного измерения: Дополнительное пространственное измерение может быть свернуто. Чтобы понять, что это значит, мы можем использовать аналогию с полотняной простыней: Издалека она выглядит двухмерной, но в каждой точке плоскости есть петля — выход в третье измерение. Клейн сделал оценки и пришел к выводу, что дополнительное измерение может быть порядка планковской длины.
Теория Калуцы-Клейна намного опередила развитие физики. Она была забыта на несколько десятилетий и возродилась в 1970-х годах, когда физики поняли, что введение нескольких дополнительных пространственных измерений может устранить все четыре. фундаментальные взаимодействия в единое взаимодействие. Сегодня считается, что всего существует 9 или 10 пространственных измерений (и одно временн1). То есть, шесть или семь дополнительных измерений группируются в плоскости. Малый размер этого измерения делает его совершенно невидимым не только для глаза, но и для элементарных частиц в атмосфере.временнАкселератор. С точки зрения наших измерительных приборов, мы имеем знакомое трехмерное пространство с крошечным шести- или семимерным пространством, скрытым в каждой точке, как петля в махровой ткани.
Хотя размеры катушек слишком малы, чтобы их можно было обнаружить напрямую, струны, которые так же малы, могут двигаться и вибрировать в этих размерах. То есть, струны многомерны, в отличие от нас, трехмерных людей.
Кроме того, струны могут «закручиваться» в спираль. Это приводит к так называемым обратным модам колебаний. Скрученная струна может даже обернуться вокруг фиксированного размера несколько раз. При таких малых дополнительных размерах обратные моды становятся очень легкими — эти моды и есть известные нам частицы.
Топология свернутых измерений
Дополнительные измерения в теории струн должны быть разработаны определенным образом. Что это значит? Полотенце имеет только одно дополнительное измерение, завернутое в петлю. С двумя дополнительными измерениями их можно свернуть в крошечную сферу или колобок (т.е. тор). Принципиальное отличие тора от сферы заключается в наличии отверстия. Можно представить себе двумерную поверхность с двумя или тремя отверстиями.
Согласно теории струн, шестимерное искривленное пространство, скрытое в каждой точке обычного пространства, обладает очень сложными свойствами (математики называют эти свойства топологией пространства). Топология пространства напрямую связана с параметрами частиц: Массы, заряды, спины и число поколений частиц. Получается, что число поколений равно числу отверстий в спиральном пространстве — потому что струны наматываются в спиральных измерениях. Итак, уже известно, что спиральное пространство имеет три отверстия.
Таким образом, именно геометрия дополнительных измерений определяет фундаментальные свойства нашего мира. Это дает надежду на то, что теория струн сможет вывести все фундаментальные константы из самой теории (например, скорость света, которая четко определяется уравнениями Максвелла), а не импортировать их извне, как это делается в Типичная модель..
Проблема, однако, заключается в том, что существуют десятки тысяч вариантов трехдольных пространств, и пока не ясно, какой из них следует использовать для описания мира, в котором мы живем. Тестирование всех вариантов очень трудоемко и занимает много времени. Некоторые данные все еще отсутствуют. Но теоретики еще не потеряли надежду найти единственно верную топологию коллапсирующих измерений.
7. гравитационные поля между всеми реальными сущностями в пространстве и поле самого универсального пространства, как обобщающее поле всех полей реальных сущностей в нашем мире.
Многомерные пространства
Многомерные пространства — миф или реальность? Для большинства из нас, возможно, для всех нас, невозможно представить себе мир состоящис более чем тремя пространственными измерениями. Правильно ли утверждать, что такой мир не может существовать? Или просто человеческий разум не способен представить себе дополнительные измерения — измерения, которые могут быть столь же реальными, как и другие вещи, которые мы не можем увидеть?
Вы часто слышите что-то вроде «трехмерное пространство», «многомерное пространство» или «четырехмерное пространство». Возможно, вы знаете, что мы живем в четырехмерном пространстве…..времени. Что это значит и почему это интересно, почему математики, и не только математики, изучают такие пространства?
Об авторах
Илья Щуров — кандидат физико-математических наук, доцент кафедры высшей математики НИУ ВШЭ.
Джейсон Хиз — программист по физике в Ready at Dawn Studios, любитель 4D геометрии. Он является автором анимационных моделей, представленных в этой статье.
ashgrowen — Пикабушник, который иллюстрирует построение тессерактов и суперкубов в этой статье.
Начнем с простого одномерного пространства. Предположим, у нас есть город, который лежит на улице, и в этом городе есть только одна улица. Тогда мы можем закодировать каждый дом на этой улице одним номером — дом имеет номер, и этот номер однозначно определяет, какой дом является этим конкретным домом. Людей, живущих в таком городе, можно считать живущими в таком одномерном пространстве. Жить в одномерном пространстве довольно скучно, и люди обычно не живут в одномерном пространстве.
Например, когда мы говорим о городах, мы можем перейти от одномерного пространства к двухмерному. Примером двухмерного пространства является плоскость, а если продолжить нашу аналогию с городами, то это город, в котором можно расположить улицы перпендикулярно друг другу, как в Нью-Йорке, в центре Нью-Йорка. Есть «улица» и проспект, каждый из которых имеет свой номер, и вы можете указать место в самолете, указав два номера. Опять же, все мы знаем декартову систему координат из школы — каждая точка задается двумя числами. Это пример двухмерного пространства.
Но если это город, как центр Нью-Йорка, то это трехмерное пространство, потому что недостаточно определить конкретный дом, даже если вы определите его как пересечение «улицы» и авеню, но вы также должны определить этаж, на котором находится нужная вам квартира. Таким образом, вы получаете третье измерение — высоту. Вы получаете трехмерное пространство, в котором каждая точка обозначается тремя числами.
Вопрос: Что такое четырехмерное пространство? Его нелегко представить, но мы можем думать о нем как о пространстве, в котором каждая точка задается четырьмя числами. Мы с вами живем в четырехмерном пространстве.времени, потому что события нашей жизни кодируются четырьмя числами — помимо расположения в пространстве, есть еще и и время. Например, когда вы вводите дату, вы можете сделать это следующим образом: вы можете указать три числа, которые соответствуют точке в пространстве, и убедиться, что вы указали время, который обычно задается в часах, минутах и секундах, но его также можно закодировать в виде числа. Например, количество секунд, прошедших с определенной даты, также является простым числом. Таким образом, у вас есть четырехмерное пространство…..время.
Что такое четырёхмерное пространство («4D»)?
Тессеракт — четырехмерный куб.
Все мы знаем аббревиатуру 3D, которая означает «трехмерный» (буква D означает «измерение»). Например, когда мы идем в кинотеатр и выбираем фильм с надписью 3D, мы знаем, что для просмотра нам придется надеть специальные очки, но изображение будет не плоским, а трехмерным. Но что такое 4D? Существует ли на самом деле «четырехмерное пространство»? И возможно ли войти в «четвертое измерение»?
Чтобы ответить на эти вопросы, давайте начнем с самого простого геометрического объекта — точки. Точка имеет нулевую размерность. У него нет ни длины, ни ширины, ни высоты.
Теперь переместите точку по прямой линии на определенное расстояние. Предположим, что наша точка — это кончик карандаша; когда мы перемещаем его, он рисует прямой отрезок. Отрезок имеет длину и не имеет других размеров: он одномерен. Отрезок «живет» на прямой; прямая — это одномерное пространство.
Тессеракт представляет собой четырехмерный куб.
Теперь возьмем отрезок и попробуем переместить его, как это делала точка. Мы можем представить, что наш сегмент — это основание широкой и очень тонкой кисти. Если пересечь прямую линию и провести к ней перпендикуляр, получится прямоугольник. Прямоугольник имеет два размера — ширину и высоту. Прямоугольник лежит в плоскости. Плоскость — это двумерное (2D) пространство, и можно ввести двумерную систему координат — каждой точке соответствует пара чисел. (например, декартова система координат в таблице или широта и долгота на географической карте).
Если переместить прямоугольник перпендикулярно плоскости, на которой он лежит, то получится «кирпич» (кубоид) — трехмерный объект с длиной, шириной и высотой — который находится в трехмерном пространстве, в котором мы тоже живем. Это дает нам хорошее представление о том, как выглядят трехмерные объекты. Но если бы мы жили в двухмерном пространстве, на плоскости, нам пришлось бы использовать воображение, чтобы представить, как можно переместить прямоугольник так, чтобы он вышел из плоскости, в которой мы живем.
Тессеракт — четырехмерный куб
Нам также довольно трудно представить себе четырехмерное пространство, хотя его очень легко описать математически. Трехмерное пространство — это пространство, в котором положение точки обозначается тремя числами (так же, как положение самолета обозначается долготой, широтой и высотой). В четырехмерном пространстве точка представлена четырьмя координатными числами. «Четырехмерный кирпич» строится путем перемещения обычного кирпича в направлении, не лежащем в нашем трехмерном пространстве; он имеет четыре измерения.
На самом деле, мы сталкиваемся с четырехмерным пространством каждый день: например, когда мы назначаем встречу, мы не только говорим, где мы собираемся встретиться (что может быть обозначено триплетом цифр), но мы также говорим и время (его можно обозначить простым числом, например, количество секунд от определенной даты). Настоящий кирпич имеет не только длину, ширину и высоту, но и длину во времени — от момента сотворения до момента разрушения.
Физик скажет, что мы не только живем в космосе, но что мы живем в космосе.времениа математик добавит, что она четырехмерна. Значит, четвертое измерение ближе, чем кажется.
Представление других измерений
От 2D к 3D
Ранняя попытка объяснить концепцию дополнительных измерений была предпринята в 1884 году Эдвином А. Публикация «Эббот: многомерный роман» от Flatland. Действие романа происходит в плоском мире под названием «Флатландия» и рассказывается с точки зрения жителя этого мира, квадрата. Однажды квадрат оказывается во сне в одномерном мире — Линланде, жители которого (треугольники и другие двумерные объекты) представлены в виде линий — и пытается объяснить правителю этого мира существование второго измерения. Однако он приходит к выводу, что его нельзя заставить выйти за рамки мышления и воображения прямых линий.
Квадрат описывает свой мир как плоскость, населенную линиями, кругами, квадратами, треугольниками и пятиугольниками.
Для Kvadrat сфера — это круг. │ commons.wikimedia.org
Однажды перед квадратом появляется сфера, но он не может постичь ее суть, потому что квадрат видит в своем мире только кусочек сферы, только форму двухмерного круга.
Сфера пытается объяснить квадрату структуру трехмерного мира, но квадрат понимает только термины «вверх/вниз» и «влево/вправо», он не способен понять термины «вперед/назад».
Тайна третьего измерения, непонятная для Квадрата, подчеркивается прохождением сферы через плоскость. Герой наблюдает за уменьшением сферы до точки и ее исчезновением. │ commons.wikimedia.org
Только после того, как сфера вытащила квадрат из его двухмерного мира в свой трехмерный мир, он, наконец, понимает концепцию трех измерений. С этой новой точки зрения квадрат становится способным видеть формы своих соотечественников.
Благодаря своим новым знаниям Квадрат начинает осознавать возможность существования четвертого измерения. Он также считает, что количество пространственных измерений не может быть ограничено. Чтобы убедить сферу в такой возможности, квадрат применяет ту же логику, что и сфера, и доказывает существование трех измерений. Но теперь сфера становится «близорукой», неспособной понять это и не принимающей аргументы и рассуждения квадрата — точно так же, как большинство из нас, «сфер», сегодня не принимают идею дополнительных измерений.
Учитывая совершенство как жанра, который при небольшом воображении и существовании других представителей этого жанра можно было бы назвать математическим романом, так и самой книги, не хотелось бы ее сильно ругать. Единственное, что можно похвалить, — это необычный макет, который близок к духу произведений Льюиса Кэрролла, но, в отличие от него, имеет гораздо меньше точек соприкосновения с реальной жизнью. Эта книга, как справедливо отмечается в предисловии к изданию, не похожа ни на одну популяризацию; однако читателю не совсем понятно, почему ее сравнивают с популяризациями, ведь хотя математические истины В ней затрагиваются вопросы математики, но ее нельзя считать популяризацией. Вот почему: перед вами уникальный пример брака художественной литературы и математических идей. И для любителя математики, который любит читать, идея поначалу кажется замечательной: как и в случае с математическими аксиомами, ввести набор абстрактных объектов, наделить их определенными свойствами, определить правила игры в описываемом пространстве, а затем, опять же следуя мышлению исследователя, наблюдающего за взаимодействием этих гипотетических объектов, наблюдать за их трансформацией. Но поскольку книга художественная, воле исследователя здесь нет места. Чтобы сделать мир, который мы видим, самодостаточным, объекты здесь становятся сознательными и мотивированными к определенным взаимодействиям друг с другом, так что в ранее абстрактный мир чистых идей, оторванный от повседневной жизни, приходят социальные взаимодействия с целым рядом проблем, которые всегда сопровождают любые отношения. Социальная напряженность всех видов, которая появляется в книге, на взгляд зрителя, совершенно не нужна в книге: она почти не раскрывается и не может восприниматься всерьез, и в же время отвлекают читателя от истинно вещи, о которых написана книга. Даже принимая во внимание заверения двух авторов о том, что повествование ведется без спешки, что якобы удобнее для читателя в плане приобретения знаний (именно здесь напрашивается сравнение с популяризированными версиями), зритель нашел темп повествования крайне утомительным и медленным, а повторение одних и тех же объяснений одними и теми же словами вызывало сомнения в адекватности умственных способностей рассказчика. И, наконец, неясно, для кого предназначена эта книга. Людям, не знакомым с математикой, вряд ли понравится описание в общем-то интересных явлений в таком вольном формате, в то время как те, кто знаком с математикой, будут гораздо больше рады получить качественную популяризацию, в которой величие и красота математики не разбавлены плоскими историями.
