Spațiul 4-dimensional există cu adevărat, ce vor deveni oamenii când vor intra?

Un punct nu poate reprezenta obiectul real, planul bidimensional nu poate arăta imaginea completă a obiectului, structura tridimensională completează descrierea lumii, deci cum ar trebui să fie reprezentat spațiul bidimensional?

Această problemă nu a fost elaborată inițial până în începutul secolului XX, dar mai des prin limbajul matematic pentru a exprima starea spațiului cu 4 dimensiuni.

Această problemă academică a perfecționat ulterior teoria relativității a lui Einstein, dar în calitate de mentor al lui Einstein, germanul matematician a lui Hermann Minkowski analiza teoretică a spațiilor cu dimensiuni înalte i-a oferit o poziție esențială în comunitatea matematică.

Dar înainte de asta, nimeni nu știa ce a spatiu bidimensional arăta, dar strict vorbind, acum era la fel.

Dar cu descrieri matematice și înțelegere a modelelor, acum putem deduce proiecția spațiului 4-dimensional în lumea 3-dimensională din lumea 3-dimensională, la fel cum desenăm pe hârtie.

Cu toate acestea, pentru a demonstra existența celor 4-dimensionale, Minkowski a depus mult efort.

Fără prea multe discuții aici despre relativitatea specială, să ne uităm direct la modul în care Germană vrăjitorul matematic a dovedit spațiul 4-dimensional.

Minkowski și studiile sale spațiale

Minkowski spațiu-timp

Minkowski spațiu-timp trebuie aplicat transformării Lorentz, ținând cont de problema contracției adecvate a timpului și a lungimii, iar principalul instrument de soluție este „Diagrama Minkowski".

Din punct de vedere al structurii matematice, metrica și derivatele lui Minkowski au și ele teoria grupurilor , iar în ceea ce privește varietățile spațiu-timp ca urmare a ipotezei relativității speciale , intervalele spațiu-timp reprezintă invarianța , deoarece spațiu-timp curbat este Lorentz local.

transformarea Lorentz

Ambele lorentz se transformă și relativitate specială propune conceptul de spațiu-timp absolut, iar observarea faptelor depinde de sistemul de referință al observatorului, deci expresia spațiu-timp a lui Minkowski în matematică este la fel de invarianță spațiu-timp.

Dar din cauza invarianței intervalelor, clasificarea oricărui vector este aceeași în toate cadrele de referință legate de transformarea Lorentz.

Transformarea diagramelor Minkowski

Deci, evenimentul spațial al lui Minkowski va avea o varietate de seturi de vectori diferite pentru a reprezenta conul de lumină al acelui eveniment.

Direcția timpului și schimbările spațiale fac ca Minkowski spațiu-timp să aibă seturi diferite în patru seturi.

În geometria spațiului-timp, spațiul Minkowski are o distincție foarte importantă în ceea ce privește timpul.

În spațiul 3D, Minkowski spațiu-timp are o dimensiune suplimentară ale cărei coordonate Xº sunt derivate din timp, astfel încât diferențierea distanței satisface formula.

Este și ceea ce am spus mai târziu, în spațiul 4-dimensional va exista o referință de timp.

Studiile înrudite au rafinat teoria specială a relativității de mai târziu

Dar ceea ce trebuie înțeles aici este că existența timpului nu este timp așa cum îl înțelegem în general.

De obicei, timpul pe care îl folosim este timpul absolut în spațiu, dar spațiu-timp Minkowski în relativitate specială poate fi exprimat ca invarianța oricărui cadru de referință inerțial care observă intervale spațiu-timp.

Variații în diferite viteze

Adică, distanța 4D dintre oricare două evenimente, această simetrie de rotație a existenței spațiu-timpului Minkowski exprimă schimbări în spațiul 4-dimensional.

În schimb, timpul în spațiul cu patru dimensiuni acționează ca o axă suplimentară și este ortogonal cu celelalte trei axe.

Din structura geometrică a matematicii, Minkowski spațiu-timp păstrează ortogonalitatea cu privire la curbele în rotație hiperbolică, în timp ce diagramele euclidiene mențin ortogonalitatea prin rotație.

Compararea diagramelor lui Euclid cu diagramele Minkowski

Aceasta este ortogonalitatea hiperbolică a spațiului-timp al lui Minkowski, care a fost folosit mai târziu în relativitatea specială pentru a defini evenimente simultane.

Prin diferite reprezentări matematice, Minkowski a demonstrat reprezentarea spațiului 4-dimensional, deși aceasta nu este aceeași cu reprezentarea spațiu-timp fizic general, dar aplicarea relativității verifică corectitudinea spațiu-timp al lui Minkowski.

Schimbări în observație aduse de expansiunea spațiu-timp

Cum ar trebui să arate un spațiu cu 4 dimensiuni?

Datorită adăugării unor grade suplimentare de libertate, geometria în spațiu cu patru dimensiuni is mai complex decât geometria în spațiul tridimensional.

În lumea tridimensională, un cerc poate fi strâns într-un cilindru, în timp ce în Lume 4-dimensională, apar mai multe obiecte cilindrice diferite.

Cel mai bun model de dovadă este sticla Klein, unde curbele pot forma noduri în trei dimensiuni, dar suprafețele nu pot decât dacă se intersectează.

Cu toate acestea, în spațiul 4D, variația curbei poate fi dezlegată cu ușurință prin deplasarea în a patra direcție, iar suprafața 2D poate fi formată în spațiul 4D.

Geniul matematicii Minkowski: Demonstrează că spațiul 4-dimensional există cu adevărat, ce vor deveni oamenii când vor intra?

Schimbări de sticle Klein

Deci, cum ar trebui să arate un spațiu cu 4 dimensiuni pentru oameni? Și cum va arăta pentru oamenii care intră în spațiul 4-dimensional?

Prin imaginație și analogie dimensională, cel mai obișnuit mod pe care îl folosim este de a exprima lumea dimensională înaltă prin proiecție, dar după intrarea în spațiul 4-dimensional, totul va deveni diferit.

Diagrama scenariului spațial cu patru dimensiuni

În lumea tridimensională, ne putem imagina cu ușurință imagini fizice de 3 dimensiuni diferite în mintea noastră și să înțelegem cele 4-dimensionale putem aplica modificările în Spațiul-timp al lui Minkowski.

Totuși, pe patru dimensiuni, fiecare axă va avea un cub, deci cele patru dimensiuni sunt înmulțite cu 2 fețe, iar fiecare 8 fețe formează o suprafață.

Roșu este cubul la care se adaugă dimensiunea

Datorită creșterii dimensiunii și schimbării mișcării, structura în spațiul 4-dimensional se va modifica în diferite forme în funcție de unghiul observatorului, iar din perspectiva viziunii umane, nimeni nu știe exact care este forma reală a obiectului din acest spațiu.

Dacă încă nu puteți înțelege foarte bine ce se întâmplă în spațiul 4-dimensional, atunci uitați-vă la următoarea diagramă.

Concentrează-ți ochii asupra acestei imagini și vei găsi...

Întrucât lumea în care trăiesc oamenii este a Structura tridimensională, nu putem înțelege cu adevărat spațiul 4-dimensional, ci doar din grafică matematică, și chiar și așa, vor mai fi multe structuri de neînțeles.

Dacă fantezi despre intrarea în spațiul 4-dimensional, realitatea situației este probabil să fie foarte complicată, deoarece oamenii care intră în spațiul 4-dimensional vor muri repede.

Creaturi 3D în spațiu 4-dimensional

Din sticla Klein putem observa că lucrurile din lumea tridimensională nu există în spațiul tridimensional. După ce a intrat în spatiu bidimensional, structura atomică a întregii materii va deveni diferită, iar orbitalii atomici vor conține mai mulți electroni.

Deci, în această dimensiune, unele elemente metalice devin gaze, cum ar fi magneziul.

În mod similar, corpurile noastre suferă modificări foarte ciudate, unde majoritatea elementelor pe care ne bazăm în corp eșuează din cauza modificărilor dimensiunilor spațiale, unde funcțiile care funcționează corect în spațiul tridimensional eșuează.

Teoretic, oamenii vor fi descompuse în spațiu 4-dimensionalși presupunând că oamenii pot trăi în acest moment, atunci putem vedea diferite fragmente de corp mișcându-se în spațiul 4-dimensional.

Oamenii care intră în spațiul 4-dimensional pot fi așa

De fapt, lucrurile vii din spațiul tridimensional nu au nicio semnificație în spațiul tridimensional.

Ca exemplu foarte simplu, un pictor poate desena un portret sau un animal foarte real pe o bucată de hârtie, dar structura bidimensională nu poate arăta organele interne ale acestora.

Prin urmare, există doar o „suprafață” în lumea bidimensională și nu există conceptul de „interior” și „exterior” în lumea bidimensională.

Deci, dacă obiectele în 2 dimensiuni pot intra cumva în lumea 3D, ele se vor prăbuși și pentru că nu există suport tridimensional..

Un concept similar este un exemplu de ființă umană, deoarece după intrarea în dimensiunea 4, nu avem 4 dimensiuni de mâini, picioare și corpuri, atunci schimbările din orice direcție pot distruge corpul uman.

În fața schimbărilor complexe din spațiu, Minkowski spațiu-timp a dat o explicație rezonabilă și l-a exprimat în limbaj matematic, care a fost foarte grozav în secolul al XX-lea.

De asemenea, cercetarea lui Minkowski îi face pe oameni să realizeze că timpul și spațiul sunt un continuum spațiu-timp și sunt cuplate împreună în 4 dimensiuni.

Cu toate acestea, un astfel de geniu și maestru a matematicii nu a putut scăpa de durere, iar când Minkowski avea 44 de ani, a trebuit să înfrunte moartea din cauza apariției apendicită.

Din cauza lipsei de îngrijire medicală la acea vreme, intervenția chirurgicală nu a putut rezolva problema apendicitei și a murit în 1909.

Totuși, elevul său Albert Einstein a făcut o treabă bună de a aduce Minkowski spațiu-timp în teoria sa, care este, de asemenea, punctul lui mare, și a obținut în sfârșit teoria relativității.

Poate că realitatea este ca spațiul cu 4 dimensiuni și nu știm niciodată cum va arăta următoarea schimbare de direcție.

Fii primul care comenteaza

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată.


*