Hvad er en dimension,

Som du sikkert har bemærket, vi lever i en verden defineret af tre rumlige dimensioner og en tidsdimension. Med andre ord, det tager kun tre tal at lokalisere din fysiske placering på et givet tidspunkt. På jorden, disse koordinater nedbrydes til længdegrad, breddegrad og højde, der repræsenterer længdens dimensioner, bredde og højde (eller dybde). Slap et tidsstempel på disse koordinater, og du er også præciseret i tide.

For at fjerne det endnu mere, en endimensionel verden ville være som en enkelt perle på en målt tråd. Du kan skubbe perlen fremad, og du kan skubbe perlen bagud, men du behøver kun et tal for at finde ud af dens nøjagtige placering på strengen:længde. Hvor er perlen? Det er ved 6-tommer (15 centimeter) mærket.

Lad os nu opgradere til en todimensionel verden. Dette er i det væsentlige et fladt kort, som spillefeltet i spil som slagskib eller skak. Du behøver bare længde og bredde for at bestemme placeringen. I slagskib, alt du skal gøre er at sige "E5, "og du ved, at placeringen er en konvergens mellem den vandrette" E "linje og den lodrette" 5 "linje.

Lad os nu tilføje en dimension mere. Vores verden faktor højde (dybde) ind i ligningen. Mens lokalisering af en ubåds nøjagtige placering i slagskib kun kræver to tal, en ubåd i virkeligheden ville kræve en tredje dybdekoordinat. Jo da, det oplades muligvis på overfladen, men det kan også gemme sig 244 meter under bølgerne. Hvilken vil det være?

Kan der være en fjerde rumlige dimension? Godt, det er et vanskeligt spørgsmål, fordi vi i øjeblikket ikke kan opfatte eller måle noget ud over længdenes dimensioner, bredde og højde. Ligesom der kræves tre tal for at lokalisere en placering i en tredimensionel verden, en firdimensionel verden ville kræve fire.

I dette øjeblik, du er sandsynligvis placeret på en bestemt længdegrad, breddegrad og højde. Gå lidt til venstre, og du ændrer din længde- eller breddegrad eller begge dele. Stå på en stol på nøjagtig samme sted, og du ændrer din højde. Her bliver det svært:Kan du flytte fra din nuværende placering uden at ændre din længdegrad, breddegrad eller højde? Du kan ikke, fordi der ikke er en fjerde rumlige dimension, vi kan bevæge os igennem.

Men det faktum, at vi ikke kan bevæge os gennem en fjerde rumlige dimension eller opfatte en, udelukker ikke nødvendigvis dens eksistens. I 1919, matematiker Theodor Kaluza teoretiserede, at en fjerde rumlig dimension kan forbinde generel relativitet og elektromagnetisk teori [kilde:Groleau]. Men hvor ville det gå hen? Teoretisk fysiker Oskar Klein reviderede senere teorien, foreslår, at den fjerde dimension blot var krøllet sammen, mens de tre andre rumlige dimensioner udvides. Med andre ord, den fjerde dimension er der, kun det er rullet op og uset, lidt som et helt tilbagetrukket målebånd. Desuden, det ville betyde, at hvert punkt i vores tredimensionelle verden ville have en yderligere fjerde rumlig dimension rullet væk inde i den.

Stringteoretikere, imidlertid, har brug for en lidt mere kompliceret vision for at styrke deres superstrengteorier om kosmos. Faktisk, det er ganske let at antage, at de viser sig lidt ved at foreslå 10 eller 11 dimensioner inklusive tid.

Vente, lad det ikke blæse i dit sind endnu. En måde at forestille sig dette på er at forestille sig, at hvert punkt i vores 3D-verden ikke indeholder et tilbagetrukket målebånd, men en krøllet sammen, seksdimensionel geometrisk form. Et sådant eksempel er en Calabi-Yau-form, der ligner lidt en krydsning mellem en bløddyr, en M.C. Escher -tegning og en "Star Trek" feriedekoration [kilde:Bryant].

Tænk på det på denne måde:En betonvæg ser solid og fast på afstand. Gå tættere på, imidlertid, og du vil se fordybninger og huller, der markerer dens overflade. Gå endnu tættere på, og du ville se, at den består af molekyler og atomer. Eller overvej et kabel:På afstand ser det ud til at være et enkelt, tyk tråd. Kom lige ved siden af, og du vil opdage, at det er vævet af utallige tråde. Der er altid større kompleksitet end det ser ud til, og denne skjulte kompleksitet kan godt skjule alle de små, sammenrullede dimensioner.

Endnu, vi kan kun forblive sikre på vores tre rumlige dimensioner og én gang. Hvis andre dimensioner venter os, de er uden for vores begrænsede opfattelse - for nu.

Udforsk linkene på den næste side for at lære endnu mere om universet.

Masser mere information

relaterede artikler

• Kan vores hjerne se den fjerde dimension?
• Sådan fungerer 3D-tv
• Sådan fungerer 3D-briller
• Hvordan begyndte universet?
• Sådan fungerer tidsrejser
• Sådan fungerer tiden

Flere store links

• Calabi-Yau Animations af Jeff Byrant

Kilder

• Bryant, Jeff. "Højere dimensioner fra strengteori." Wolfram Research. (26. august, 2010) http://members.wolfram.com/jeffb/visualization/stringtheory.shtml
• Groleau, Rick. "Forestil dig andre dimensioner." Det elegante univers. Juli 2003. (26. august, 2010) http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/dimensions.html
• Kornreich, Dave. "Hvad er en dimension?" Spørg en videnskabsmand. Januar 1999. (26. august, 2010) http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=4
• Vogt, Nicole. "Astronomi 110G:Introduktion til astronomi:Universets udvidelse." New Mexico State University. 2010. (26. august, 2010) http://astronomy.nmsu.edu/nicole/teaching/ASTR110/lectures/lecture28/slide01.html