4-х мерное пространство действительно существует, кем станут люди, когда войдут в него?

Точка не может представлять реальный объект, двухмерная плоскость не может показать полную картину объекта, трехмерная структура завершает описание мира, так как же должно быть представлено четырехмерное пространство?

Первоначально эта проблема не разрабатывалась до тех пор, пока начало 20th века, но чаще математическим языком для выражения состояния 4-х мерного пространства.

Эта академическая проблема позже усовершенствовала теорию относительности Эйнштейна, но как наставник Эйнштейна, немец математик Герман Минковский Теоретический анализ многомерных пространств дал ему ключевое положение в математическом сообществе.

Но до этого никто не знал, что 4-мерное пространство выглядело так, но строго говоря, это было то же самое сейчас.

Но с математическими описаниями и пониманием моделей, теперь мы можем вывести проекцию 4-мерного пространства в 3-мерном мире из 3-мерного миратак же, как мы рисуем на бумаге.

Однако, чтобы доказать существование 4-мерного, Минковский потратил много сил.

Не обсуждая здесь специальную теорию относительности, давайте посмотрим непосредственно на то, как Немецкий математический мастер доказал 4-х мерное пространство.

Минковский и его пространственные исследования

пространство-время Минковского

Пространство-время Минковского необходимо применять к преобразованию Лоренца, принимая во внимание проблему соответствующего сокращения времени и длины, и основным инструментом решения является «Диаграмма Минковского».

С точки зрения математической структуры метрики и производные Минковского также имеют теория групп , а с точки зрения пространственно-временных многообразий в результате гипотезы специальной теории относительности интервалы пространства-времени представляют собой инвариантность, поскольку искривленное пространство-время является локальным Лоренцем.

преобразование Лоренца

Оба преобразования Лоренца и специальная теория относительности предложить концепцию абсолютное пространство-время, а наблюдение фактов зависит от системы отсчета наблюдателя, поэтому выражение Минковского пространства-времени в математике в равной степени является пространственно-временной инвариантностью.

Но из-за инвариантности интервалов классификация любого вектора одинакова во всех системах отсчета, связанных с преобразованием Лоренца.

Преобразование диаграмм Минковского

Таким образом, пространственное событие Минковского будет иметь множество различных наборов векторов для представления светового конуса этого события.

Направление времени и пространственные изменения заставляют пространство-время Минковского иметь разные наборы в четырех наборах.

В геометрии пространства-времени пространство Минковского имеет очень важное отличие во времени.

В трехмерном пространстве, пространство-время Минковского имеет дополнительное измерение, координаты которого Xº получены из времени, так что дифференцирование по расстоянию удовлетворяет формуле.

Это также то, что мы позже сказали, в 4-мерном пространстве будет привязка ко времени.

Связанные исследования усовершенствовали более позднюю специальную теорию относительности.

Но здесь нужно понять, что существование времени — это не время, как мы его обычно понимаем.

Обычно время, которое мы используем, является абсолютным временем в пространстве, но пространство-время Минковского в специальной теории относительности может быть выражено как инвариантность любой инерциальной системы отсчета, наблюдающей пространственно-временные интервалы.

Вариации на разных скоростях

То есть 4D-расстояние между любыми двумя событиями, эта вращательная симметрия существования пространства-времени Минковского выражает изменения в 4-мерном пространстве.

Напротив, время в четырехмерном пространстве действует как дополнительная ось и ортогонально остальным трем осям.

Исходя из геометрической структуры математики, пространство-время Минковского сохраняет ортогональность относительно кривых при гиперболическом вращении, в то время как евклидовы диаграммы сохраняют ортогональность при вращении.

Сравнение диаграмм Евклида с диаграммами Минковского

Это гиперболическая ортогональность пространства-времени Минковского, которая позже использовалась в специальной теории относительности для определения одновременных событий.

Через различные математические представления Минковский доказал представление 4-мерного пространства, хотя это не то же самое, что общее физическое представление пространства-времени, но применение теории относительности проверяет правильность пространства-времени Минковского.

Изменения в наблюдении, вызванные расширением пространства-времени

Как должно выглядеть четырехмерное пространство?

Благодаря добавлению дополнительных степеней свободы геометрия в четырехмерное пространство is более сложный чем геометрия в трехмерном пространстве.

В трехмерном мире круг можно сжать в цилиндр, а в 4-х мерный мир, появляются несколько разных цилиндрических объектов.

Лучшее доказательство — это бутылка Клейна, где кривые могут образовывать узлы в трех измерениях, а поверхности — только в том случае, если они пересекаются друг с другом.

Однако в 4D-пространстве изменение кривой можно легко распутать, двигаясь в четвертом направлении, и 2D-поверхность может быть сформирована в 4D-пространстве.

Математический гений Минковски: Докажите, что 4-мерное пространство действительно существует, и кем станут люди, когда войдут в него?

Изменения бутылки Кляйна

Так как же должно выглядеть четырехмерное пространство для человека? И как это будет выглядеть для людей, которые войдут в 4-х мерное пространство?

С помощью воображения и пространственной аналогии наиболее распространенным способом, который мы используем, является выражение многомерного мира через проекцию, но после входа в 4-мерное пространство все станет другим.

Четырехмерная пространственная сценарная диаграмма

В трехмерном мире мы можем легко представить в уме физические образы разных трех измерений и понять 4-мерный мы можем применить изменения в пространство-время Минковского.

Однако в четырех измерениях каждая ось будет иметь куб, поэтому четыре измерения умножаются на 2 грани, и каждые 8 ​​граней образуют поверхность.

Красный — это куб, к которому добавляется измерение

Из-за увеличения размерности и изменения движения структура в 4-мерном пространстве будет меняться в различных формах в зависимости от угла обзора наблюдателя., а с точки зрения человеческого зрения никто точно не знает, какова реальная форма объекта в этом пространстве.

Если вы до сих пор не очень хорошо понимаете, что происходит в 4-х мерном пространстве, то посмотрите на следующую диаграмму.

Сосредоточьте свой взгляд на этой картинке, и вы увидите…

Поскольку мир, в котором живут люди, 3-х мерная структура, мы не можем по-настоящему понять 4-мерное пространство, но только из математическая графика, и даже так, будет еще много непонятных структур.

Если вы фантазируете о выходе в 4-мерное пространство, то в действительности ситуация, скорее всего, будет очень сложной, потому что люди, вошедшие в 4-мерное пространство, быстро умрут.

Трехмерные существа в четырехмерном пространстве.

Из бутылки Клейна видно, что вещи трехмерного мира не существуют в четырехмерном пространстве. После входа в 4-мерное пространство, атомная структура всего вещества станет иной, а атомные орбитали будут содержать больше электронов.

Итак, в этом измерении некоторые металлические элементы становятся газами, например, магний.

Точно так же наши тела претерпевают очень странные изменения, когда большинство элементов, на которые мы полагаемся в теле, выходят из строя из-за изменений в пространственных измерениях, когда отказывают функции, которые должным образом функционируют в трехмерном пространстве.

Теоретически, люди будут разложены в 4-х мерном пространстве, и если предположить, что люди могут жить в это время, то мы можем увидеть различные фрагменты тела, движущиеся в 4-х мерном пространстве.

Люди, которые входят в 4-мерное пространство, могут быть такими

На самом деле живые существа в трехмерном пространстве не имеют смысла в четырехмерном пространстве.

В качестве очень простого примера художник может нарисовать очень реальный портрет или животное на листе бумаги, но двухмерная структура не может показать их внутренние органы.

Поэтому в 2-мерном мире есть только «поверхность», а понятия «внутри» и «снаружи» в 2-мерном мире нет.

Итак, если объекты в 2-х измерениях могут каким-то образом войти в 3D-мир, они также разрушатся, потому что нет трехмерной поддержки.

Подобная концепция является примером человеческого существа, потому что после входа в 4-е измерение у нас нет 4-х измерений рук, ног и тел, тогда изменения с любой стороны могут разрушить человеческое тело.

Перед лицом сложных изменений в пространстве пространство-время Минковского дало разумное объяснение и выразил это на математическом языке, который был очень популярен в 20-м веке.

Это также исследование Минковского, которое заставляет людей осознать, что время и пространство представляют собой пространственно-временной континуум и связаны друг с другом в четырех измерениях.

Однако такой гений и мастер математики не мог избежать боли, и когда Минковскому было 44 года, ему пришлось столкнуться со смертью из-за начавшегося аппендицит.

Из-за отсутствия в то время медицинской помощи хирургическое вмешательство не могло решить проблему аппендицита, и он умер в 1909 году.

Однако его ученик Альберт Эйнштейн проделал хорошую работу, включив пространство-время Минковского в свою теорию, что также является его выдающимся достижением, и, наконец, он получил теорию относительности.

Возможно, реальность похожа на четырехмерное пространство, и мы никогда не знаем, как будет выглядеть следующая смена направления.

Оставь первый комментарий

Оставьте комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*