Размеры по: XS, S, M, L, XL, XXL, XXXL.

Содержание

Таблица размеров женской одежды по ГОСТ

Выберите категорию: Все Брюки Блузки Костюмы Комбинезоны Платья Туники Шорты Джемперы Жилеты Кардиганы Жакеты Шапки и шарфы Юбки Верхняя одежда Сумки и аксессуары КУПИ СО СКИДКОЙ!

Рост: Все164164-170170176-182158-172158-170158-174158-176164-174162-172164-168164-176164-175165170-176

Размер: Все38404244464850525456586062646668707274Универсальный

Производитель: ВсеAgattiAira StyleAirinAlaniAlicanteAllureAmberaAmoriAnastasiaAnastasia МakAndrea FashionAndrea StyleAnelliAngelina & CompanyAnna MajewskaArtRibbonAvanti ErikaAxxaAYZEAzzaraBarbaraBazaliniBeautiful & FreeBeauty AnneteBonna ImageButer_NewCelentanoCococoDanaidaDanaida NavyDeessesDilana VipDiliaFashionDivaDoggiDomiraEladyElgaEllettoElletto LifeEmberEmiliaEmilia StyleEtiEuromodaFavoriniFawiFelice womanFiorriFoxy foxGizartGolden ValleyHitInpointINVITEIvaIvelta PlusJeRusiJurimexKalorisKleverKod:127KOSKAKrasaKsenia StyleLady SecretLady Style ClassicLakbiLaKonaLariciLeNataLibertyLimoLissanaLMLokkaLUNAMaliMarikaMatiniMaxMilMilMira FashionModemaMotifN.O.W.Nadin NNeedle РевертексNikaNineleNiv NivNiv Niv FashionNova LineOlegranOlga StylePirsPrettyPur PurRivoliRosheliRumodaRunellaSamnariSandynaSetteShettiSodaSolomeya LuxSwallowTawifaTeffi StyleTemperTezaTvinVerita ModaVesnalettoVia ModVilenaViola StyleVitol FashionVittoria QueenVolnaАртСикретАсолияБагираБелЭкспозиБелЭльСтильГалеан СтильГраттоДиамантКарина ДелюксКокетка и ККондра (Condra)КэтисбелЛадис ЛайнЛарс СтильЛедиТриСтарсЛилианаЛиния ЛЛиона СтильЛюше (LYS)Магия МодыМагия стиляМиа МодаМилора СтильМишель СтильМишель ШикМода ЮрсМублизНовелла ШармОрхидея ЛюксРаспродажаРишелье СтильСветлана СтильСтиль РомановичаСч@стьеТАиЕРТвой ИмиджТрикотекс СтильФантазия МодЭола СтильЮрс

Новинка: Вседанет

Спецпредложение: Вседанет

Результатов на странице: 95

Найти

Палитра размеров – Инструменты выравнивания – 2018

Авто-разместить размеры

Автоматически размещает выбранные размеры. См. Авто-разместить размеры.

Разместить равномерно линейно/радиально

Равномерно размещает выбранные размеры линейно или радиально между выбранными наиболее ближним и наиболее дальним от детали размерами.

Выровнять коллинеарно
Выравнивает выбранные размеры горизонтально, вертикально или радиально.

Чтобы выровнять размеры по определенному размеру, нажмите на клавишу Ctrl и выберите размер, а затем выберите оставшиеся размеры.

Расставить в шахматном порядке

Линейно выравнивает шахматное расположение выбранных размеров.

Выровнять текст размера поверху

Выравнивает текст выбранного размера поверху.

Выровнять текст размера понизу

Выравнивает текст выбранного размера понизу.

Выровнять текст размера по левому краю

Выравнивает текст выбранного размера по левому краю.

Выровнять текст размера по правому краю

Выравнивает текст выбранного размера по правому краю.

Таблица размеров мужской одежды: как определить свой размер

В отличие от женщин далеко не все мужчины знают свои размеры одежды. И если первые в магазине всегда уверенно выбирают платья и юбки 42-го, 38-го или 34-го размера, то вторые зачастую даже не представляют, что джемпер или куртка могут быть обозначены буквами L или XXL. Хотя в последнее время мужчины стали гораздо больше следить за модными тенденциями и даже самостоятельно шопиться. А чтобы этот процесс доставил настоящее удовольствие, им просто необходимо правильно знать свой размер одежды.

Как самому определить размер

Перед покупкой одежды надо выяснить свой размер. Если вещи планируется приобретать в обычном магазине, с размером всегда поможет продавец. А вот для покупок в Интернете (а такое сейчас практикуется очень часто) знать, что должно быть указано на бирке костюма, рубашки или брюк мужчине просто необходимо. И для этого ему

понадобится сделать всего лишь три замера – выяснить объем своей талии, бедер и грудной клетки. Понадобится, конечно, рост и обхват шеи, но об этом – позже.

Для того, чтобы определить эти параметры, потребуется лишь метрическая лента. Размер грудной клетки стоит измерять по линии лопаток и на уровне подмышек, размер талии – по самому узкому месту на животе, размер бедер – по наиболее выпуклой части ягодиц. Мерки снимаются в стоячем положении, на теле при этом должно быть лишь нижнее белье. Все параметры понадобятся лишь для определения размера костюма; для брюк достаточно знать лишь объем талии и бедер; для свитера или куртки – размер грудной клетки.

После выяснения своих параметров уже легко можно определить размер по специальной таблице, заранее зная, что в различных странах размеры могут отличаться.

Таблица размеров мужской одежды

Объем груди, см Объем талии, см Объем бедер, см Российский размер Европейский размер Размер в США и Англии Международная классификация
82-85 62-67 87-90 42 36 12 XXS
86-89 68-72 91-94 44 38 14 XS
90-93 73-78 95-98 46 40 16 S
94-97 79-84 99-102 48 42 18 M
98-101 85-90 103-106 50 44 20
L
102-105 91-96 107-109 52 46 22 XL
106-109 97-102 110-113 54 48 24 XXL
110-113 103-108 114-117 56 50 26 XXL
114-117 109-114 118-121 58 52 28 XXXL
118-121 115-119 122-125 60 54 30 XXXL
122-125 120-122 126-129 62 56 32 XXXL
126-129 123-125 130-132 64 58 34 4XL
130-133 126-129 133-134 66 60 36 4XL
134-137 130-134 135-137 68 62 38 5XL
138-141
135-138 138-139 70 64 40 5XL

Таблица размеров одежды для мужчин

Проще всего запомнить российский или европейский размер одежды, разница между ними составляет 6 единиц, поэтому «вычислить» второй можно очень просто. Эти две размерные маркировки встречаются наиболее часто, хотя буквенные обозначения на одежде, произведенной в Европе, — тоже не редкость. Но даже если запомнить размер не удалось, в любом Интернет-магазине всегда представлена соответствующая таблица, а в обычном магазине на помощь придет продавец-консультант.

Есть еще один параметр, который стоит знать перед покупкой одежды. Это рост. Измерять его следует, прижавшись к стене. Хорошо зарекомендовавшие себя производители мужской одежды указывают его на бирках вещей. Это удобно, ведь так рукава джемпера не будут слишком длинными, а футболка не будет выглядеть, словно детская. Рост на бирке может указываться одной цифрой (176, 180, 184 см), а также интервалом (172-176, 180-184 см).

Размерная маркировка рубашек

Мужские рубашки в таблицах размеров стоят особняком. Некоторые производители на сорочках обозначают те же размеры, что и на других вещах, однако иногда встречается и маркировка по обхвату шеи (понадобится знать еще и этот параметр). Он тоже измеряется метрической лентой, которая не должна плотно прилегать к телу. В идеале воротник сорочки не должен болтаться на шее или туго ее обтягивать.

Обхват шеи, см Европейский размер Российский размер Размер по воротнику
37 S 42 37
38 S 42 38
39 M 44 39
40 M 46 40
41 L 48 41
42 L 50 42
43 L 52 43
44 XL 54 44
45 XXL 56 45
46 XXL 58 46

Не ошибиться

Существует несколько стандартов, по которым можно определить, был ли размер выяснен правильно. Например, толстый свитер, верхняя одежда или пиджак не должен сильно обтягивать (многие дизайнеры в случае с пиджаками не согласны с этим). Но при этом вещи и не должны выглядеть мешковатыми, поэтому покупать их на размер больше тоже не стоит. Длина брюк зависит от личного вкуса: современная мода в этом вопросе очень демократична. И еще. Если размер был подобран правильно, то мужчина в такой одежде будет чувствовать себя комфортно и уверенно, а в глазах женщины выглядеть безупречно и стильно.

Двери металлические входные: размеры по ГОСТ и нестандарт

Для того чтобы правильно подобрать надежную качественную входную металлическую дверьнелишне учитывать требования государственных стандартов, предусмотренных для них. Это полезно, прежде всего, самому покупателю во избежание, например, проблем несоответствия размеров дверной коробки габаритам проема, оценки уровня безопасности и прочности конструкции.

Стандартные размеры стальной входной двери

От правильности подбора габаритов двери зависит точность ее установки, продолжительность эксплуатационного срока конструкции, отсутствие необходимости перепланировки помещения. По ГОСТу 24698–81 средние стандартные параметры металлической входной двери 80 х 200 см, значения могут несколько колебаться относительно входных проемов разных зданий. Эта цифра считается наиболее распространенным вариантом, в соответствии с которым производится основное количество входных стальных дверей и рассчитывается типовая стоимость. В любом случае, согласно государственному стандарту, высота двери не должна быть более 2200, а ширина – 1200 мм. Рекомендуемая масса конструкции, при этом, не превышает 250 кг. Во многих современных зданиях входные проемы не соответствуют типовым размерам стандартных дверей, перепланировка демонтаж несущих конструкций в некоторых случаях также невозможны. Выходом в этой ситуации станет установка нестандартной входной двери. Сейчас практически каждая фирма, специализирующаяся на производстве и реализации дверей, поможет подобрать необходимую конструкцию. Габариты таких дверей могут находиться в рамках 50–110 х 180–250 см. В случае установки двустворчатой двери рекомендуемая ширина коробки должна составлять не менее 147 см, полуторостворчатых моделей — от 97. Оптимальная толщина металла стальной входной двери составляет 1,5 мм. При большей величине, возрастает нагрузка двери на несущую стену, что затрудняет ее эксплуатацию и создает определенную опасность при закрывании. Меньшая же толщина значительно снижает защитную функцию конструкции за счет низкой жесткости и податливости металла. Производство дверной коробки проводят не ниже, чем с 15 квалитетом точности. Все швы должны быть максимально прочными, без прожогов, трещин и шлаковых включений.

Основные претензии к металлическим дверям по ГОСТу

Так как основная функция двери заключается в защите помещения от внешних воздействий, ГОСТом предусмотрены следующие требования к конструкции:

  • достаточная жесткость, способствующая предотвращению деформации;
  • обеспечение высокого уровня тепло- и шумоизоляции;
  • повышенная прочность, препятствующая вскрытию и выдавливанию;
  • наличие надежных запирательных механизмов и деталей крепежа.

Учитывая основные моменты, которым должна соответствовать прочная качественная входная дверьнесложно выбрать модель, что прослужит долгие годы, обеспечивая помещению надлежащую защиту.

Вам может быть интересно:

Официальный сайт авиакомпании Nordwind Airlines

Общая информация

Для получения бирки «Ручная кладь» или «Зарегистрированный багаж», пассажир обязан предъявить на стойке регистрации в аэропорту для взвешивания:

  • багаж
  • ручную кладь
  • рюкзак
  • детскую коляску

В случае отказа пассажира оплатить провоз сверхнормативного багажа в размере и на условиях, которые предусмотрены договором воздушной перевозки пассажира, ООО «Северный Ветер» вправе отказать такому пассажиру в перевозке.

На отдельных направлениях и для отдельных тарифов могут быть исключения из стандартных условий бесплатной нормы провоза багажа. Пассажир будет уведомлен о них при бронировании перевозки.

Нормы бесплатного провоза багажа и ручной клади распространяются на:

  • взрослых пассажиров
  • детей от 2 до 12 лет
  • детей до 2 лет с предоставлением места

Для детей в возрасте до 2-х лет, следующих без предоставления отдельного места, действуют следующие нормы провоза багажа и ручной клади:

  • багаж – 1 место весом не более 10 кг и суммой трех измерений не более 203 см, ручная кладь – не предоставляется;

Согласно концепции багажных мест, действующей в авиакомпании, перевозимый при пассажирах багаж регистрируется на каждого пассажира отдельно. В случае перевозки пассажиров следующих вместе, что пассажиры могут подтвердить документально, допускается объединение, но при условии, что каждое место не превышает установленные тарифом нормы.

Норма бесплатного провоза багажа и ручной клади не распространяется на:

  • вещи пассажира, независимо от их наименования и назначения, габариты которых в упакованном виде превышают 203 см (суммарный размер трех измерений каждого из предметов багажа), такой багаж считается негабаритным;
  • ручную кладь масса и размеры по сумме трех измерений и каждого измерения в частности превышают установленную тарифом норму;
  • вещи пассажира, независимо от их наименования и назначения, массой одного места более 30 кг, но менее 50 кг, такой багаж считается тяжеловесным. Багаж большего веса оформляется и перевозится в качестве груза;
  • комнатных животных (птиц), служебных собак и пищу для животного, за исключением собак-проводников, сопровождающих пассажиров, лишенных зрения.

Перевозка вышеуказанного багажа оплачивается по опубликованным багажным тарифам, независимо от других вещей пассажира, перевозимых в качестве багажа.

Уголок размеры | уголок металлический размеры по ГОСТ 8510, 8509

Уголок горячекатаный неравнополочный стальной ГОСТ 8510
Параметры уголкаВ — ширина большей полки; b — ширина меньшей полкиt — толщина полкиВес 1/мп, кгМетров/1 тонне, кг
Уголок 25x16x3В = 25 мм; b = 16 ммt = 3 мм0,911098,9
Уголок 30x20x3В = 30 мм; b = 20 ммt = 3 мм1,12892,85
Уголок 30x20x4В = 30 мм; b = 20 ммt = 4 мм1,46684,92
Уголок 32x20x3В = 32 мм; b = 20 ммt = 3 мм1,17854,7
Уголок 32x20x4В = 32 мм; b = 20 ммt = 4 мм1,52657,89
Уголок 40x25x3В = 40 мм; b = 25 ммt = 3 мм1,48675,67
Уголок 40x25x4В = 40 мм; b = 25 ммt = 4 мм1,94515,46
Уголок 40x25x5В = 40 мм; b = 25 ммt = 5 мм2,37421,94
Уголок 40x30x4В = 40 мм; b = 30 ммt = 4 мм2,26442,48
Уголок 40x30x5В = 40 мм; b = 30 ммt = 5 мм2,46406,5
Уголок 45x28x3В = 45 мм; b = 28 ммt = 3 мм1,68595,23
Уголок 45x28x4В = 45 мм; b = 28 ммt = 4 мм2,2454,54
Уголок 50x32x3В = 50 мм; b = 32 ммt = 3 мм1,9526,32
Уголок 50x32x4В = 50 мм; b = 32 ммt = 4 мм2,4416,67
Уголок 56x36x4В = 56 мм; b = 36 ммt = 4 мм2,81355,87
Уголок 56x36x5В = 56 мм; b = 36 ммt = 5 мм3,46289,01
Уголок 63x40x4В = 63 мм; b = 40 ммt = 4 мм3,17315,45
Уголок 63x40x5В = 63 мм; b = 40 ммt = 5 мм3,91255,75
Уголок 63x40x6В = 63 мм; b = 40 ммt = 6 мм4,63215,98
Уголок 63x40x8В = 63 мм; b = 40 ммt = 8 мм6,03165,84
Уголок 65x50x5В = 65 мм; b = 50 ммt = 5 мм4,36229,36
Уголок 65x50x6В = 65 мм; b = 50 ммt = 6 мм5,18193,05
Уголок 65x50x7В = 65 мм; b = 50 ммt = 7 мм5,98167,22
Уголок 65x50x8В = 65 мм; b = 50 ммt = 8 мм6,77147,71
Уголок 70x45x5В = 70 мм; b = 45 ммt = 5 мм4,39227,78
Уголок 75x60x5В = 75 мм; b = 60 ммt = 5 мм4,79208,77
Уголок 75x60x6В = 75 мм; b = 60 ммt = 6 мм5,69175,75
Уголок 75x60x7В = 75 мм; b = 60 ммt = 7 мм6,57152,21
Уголок 75x60x8В = 75 мм; b = 60 ммt = 8 мм7,43134,59
Уголок 80x50x5В = 80 мм; b = 50 ммt = 5 мм4,49222,72
Уголок 80x50x6В = 80 мм; b = 50 ммt = 6 мм5,92168,92
Уголок 80x60x6В = 80 мм; b = 60 ммt = 6 мм6,39156,49
Уголок 80x60x7В = 80 мм; b = 60 ммt = 7 мм7,39135,32
Уголок 80x60x8В = 80 мм; b = 60 ммt = 8 мм8,37119,47
Уголок 90x56x5,5В = 90 мм; b = 56 ммt = 5,5 мм6,17162,07
Уголок 90x56x6В = 90 мм; b = 56 ммt = 6 мм6,7149,25
Уголок 90x56x8В = 90 мм; b = 56 ммt = 8 мм8,77114,03
Уголок 100x63x10В = 100 мм; b = 63 ммt = 10 мм12,1482,37
Уголок 100x63x6В = 100 мм; b = 63 ммt = 6 мм7,53132,8
Уголок 100x63x7В = 100 мм; b = 63 ммt = 7 мм8,7114,94
Уголок 100x63x8В = 100 мм; b = 63 ммt = 8 мм9,87101,32
Уголок 100x65x10В = 100 мм; b = 65 ммt = 10 мм12,381,3
Уголок 100x65x7В = 100 мм; b = 65 ммt = 7 мм8,81113,51
Уголок 100x65x8В = 100 мм; b = 65 ммt = 8 мм9,99100,1
Уголок 110x70x6,5В = 110 мм; b = 70 ммt = 6,5 мм8,98111,36
Уголок 110x70x8В = 110 мм; b = 70 ммt = 8 мм10,9391,49
Уголок 125x80x10В = 125 мм; b = 80 ммt = 10 мм15,4764,64
Уголок 125x80x12В = 125 мм; b = 80 ммt = 12 мм18,3454,53
Уголок 125x80x7В = 125 мм; b = 80 ммt = 7 мм11,0490,58
Уголок 125x80x8В = 125 мм; b = 80 ммt = 8 мм12,5379,81
Уголок 140x90x10В = 140 мм; b = 90 ммt = 10 мм17,4657,27
Уголок 140x90x8В = 140 мм; b = 90 ммt = 8 мм14,1370,77
Уголок 160x100x10В = 160 мм; b = 100 ммt = 10 мм19,8550,38
Уголок 160x100x12В = 160 мм; b = 100 ммt = 12 мм23,5842,41
Уголок 160x100x14В = 160 мм; b = 100 ммt = 14 мм27,2636,68
Уголок 160x100x9В = 160 мм; b = 100 ммt = 9 мм17,9655,68
Уголок 180x110x10В = 180 мм; b = 110 ммt = 10 мм22,245,05
Уголок 180x110x12В = 180 мм; b = 110 ммt = 12 мм26,437,88
Уголок 200x125x11В = 200 мм; b = 125 ммt = 11 мм27,3736,54
Уголок 200x125x12В = 200 мм; b = 125 ммt = 12 мм29,7433,62
Уголок 200x125x14В = 200 мм; b = 125 ммt = 14 мм34,4329,04
Уголок 200x125x16В = 200 мм; b = 125 ммt = 16 мм39,0725,6

Размеры по СанПиН « Детские стульчики


Посмотреть полный текст СанПиН 2.4.1.3049-13
Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы в дошкольных организациях. Действующий СанПиН 2.4.1.3049-13 принят 15 мая 2013 года, и вступил в силу с 30 июля 2013 года, взамен утратившему силу СанПиН 2.4.1.2660-10.
Выдержка из СанПиН 2.4.1.3049-13:

6.5. В групповых помещениях для детей 1,5 лет и старше столы и стулья должны быть подобраны согласно группе роста детей.  Для детей старшей и подготовительной групп рекомендуется использовать столы с изменяющимся наклоном крышки до 30 градусов.

6.6. Стулья и столы должны быть одной группы мебели и промаркированы. Подбор мебели для детей проводится с учетом роста детей согласно таблице 1.

Таблица 1. Основные размеры столов и стульев для детей раннего возраста и дошкольного возраста

Группа роста детей (мм)
Группа мебели
Высота 
стола (мм)
Высота сиденья 
стула (мм)
до 850
00
340
180
свыше 850 до 1000
0
400
220
с 1000 - 1150
1
460
260
с 1150 - 1300
2
520
300
с 1300 - 1450
3
580
340
с 1450 - 1600
4
640
380

6.7. Рабочие поверхности столов должны иметь матовое покрытие светлого тона. Материалы, используемые для облицовки столов и стульев, должны обладать низкой теплопроводностью, быть стойкими к воздействию влаги, моющих и дезинфицирующих средств.

6.8. Меловые доски должны быть изготовлены из материалов, имеющих высокую адгезию с материалами, используемыми для письма, хорошо очищаться влажной губкой, быть износостойкими, иметь темно-зеленый или коричневый цвет и антибликовое или матовое покрытие.

6.9. При использовании маркерной доски цвет маркера должен быть контрастным (черный, красный, коричневый, темные тона синего и зеленого). Учебные доски, не обладающие собственным свечением, должны быть обеспечены равномерным искусственным освещением.

6.10. В дошкольных образовательных организациях используются игрушки, безвредные для здоровья детей, отвечающие санитарно-эпидемиологическим требованиям и имеющие документы, подтверждающие безопасность, которые могут быть подвергнуты влажной обработке (стирке) и дезинфекции. Мягконабивные и пенолатексные ворсованные игрушки для детей дошкольного возраста следует использовать только в качестве дидактических пособий.

6.11. Размещение аквариумов, животных, птиц в помещениях групповых не допускается.

6.12. Во вновь строящихся дошкольных образовательных организациях в составе групповых должны быть предусмотрены отдельные спальные помещения. Спальни оборудуются стационарными кроватями. При проектировании групповой допускается предусматривать наличие раздвижной (трансформируемой) перегородки для выделения спальных мест (спальни), которые оборудуются раскладными кроватями с жестким ложем или на трансформируемыми (выдвижными, выкатными) одно – трехуровневыми кроватями.

6.13. В существующих дошкольных образовательных организациях при отсутствии спален по проекту или недостаточной площади имеющихся спальных помещений допускается организовывать дневной сон детей дошкольных групп в групповых на раскладных кроватях с жестким ложем или на трансформируемых (выдвижных, выкатных) одно – трехуровневых кроватях. При использовании раскладных кроватей в каждой групповой должно быть предусмотрено место для их хранения, а также для индивидуального хранения постельных принадлежностей и белья. Кровати должны соответствовать росту детей. Расстановка кроватей должна обеспечивать свободный проход детей между кроватями, кроватями и наружными стенами, кроватями и отопительными приборами.

Вселенная 10 измерений

Теория суперструн утверждает, что Вселенная существует сразу в 10 измерениях. Предоставлено: Национальный технологический институт Тиручираппалли.

Когда кто-то упоминает «другие измерения», мы склонны думать о таких вещах, как параллельные вселенные — альтернативные реальности, существующие параллельно нашей, но в которых все работает или происходит по-другому. Однако реальность измерений и то, как они играют роль в упорядочении нашей Вселенной, на самом деле сильно отличается от этой популярной характеристики.

Если разобраться, измерения — это просто различные грани того, что мы воспринимаем как реальность. Мы немедленно осознаем три измерения, которые окружают нас ежедневно — те, которые определяют длину, ширину и глубину всех объектов в наших вселенных (оси x, y и z соответственно).

Помимо этих трех видимых измерений, по мнению ученых, может быть еще много других.Фактически, теоретическая основа теории суперструн утверждает, что Вселенная существует в десяти различных измерениях. Эти различные аспекты управляют вселенной, фундаментальными силами природы и всеми содержащимися внутри элементарными частицами.

Первое измерение , как уже отмечалось, определяет его длину (иначе ось x). Хорошее описание одномерного объекта — это прямая линия, которая существует только с точки зрения длины и не имеет других различимых качеств.Добавьте к этому второе измерение , ось Y (или высоту), и вы получите объект, который становится двумерной формой (например, квадратом).

Третье измерение включает глубину (ось Z) и дает всем объектам ощущение площади и поперечного сечения. Прекрасным примером этого является куб, который существует в трех измерениях и имеет длину, ширину, глубину и, следовательно, объем. За пределами этих трех лежат семь измерений, которые не очевидны для нас сразу, но которые все же можно воспринимать как оказывающие непосредственное влияние на вселенную и реальность, какими мы ее знаем.

Ученые считают, что четвертое измерение — это время, которое управляет свойствами всей известной материи в любой данной точке. Наряду с тремя другими измерениями, знание положения объекта во времени необходимо для определения его положения во Вселенной. В других измерениях вступают в игру более глубокие возможности, и объяснить их взаимодействие с другими измерениями становится особенно сложно для физиков.

Хронология Вселенной, начиная с Большого Взрыва.Согласно теории струн, это всего лишь один из многих возможных миров. Кредит: НАСА

Согласно теории суперструн, в пятом и шестом измерениях возникает понятие возможных миров. Если бы мы могли заглянуть в пятое измерение , мы увидели бы мир, немного отличающийся от нашего собственного, что дало бы нам средство измерения сходства и различий между нашим миром и другими возможными мирами.

В шестом мы увидели бы плоскость возможных миров, где мы могли бы сравнить и расположить все возможные вселенные, которые начинаются с тех же начальных условий, что и эта (т.е. большой взрыв). Теоретически, если бы вы могли освоить пятое и шестое измерения, вы могли бы путешествовать во времени или попасть в другое будущее.

В седьмом измерении у вас есть доступ к возможным мирам, которые начинаются с разных начальных условий. Если в пятом и шестом начальные условия были одинаковыми, а последующие действия были другими, то здесь все по-другому с самого начала времени. восьмое измерение снова дает нам план таких возможных вселенских историй, каждая из которых начинается с различных начальных условий и бесконечно разветвляется (поэтому они и называются бесконечностями).

В девятом измерении мы можем сравнить все возможные истории вселенной, начиная со всех возможных законов физики и начальных условий. В десятом и последнем измерении мы приходим к точке, в которой охвачено все возможное и вообразимое. Кроме того, мы, простые смертные, ничего не можем вообразить, что делает это естественным ограничением того, что мы можем представить в терминах измерений.

Существование этих дополнительных шести измерений, которые мы не можем воспринимать, необходимо для теории струн, чтобы в природе была непротиворечивость.Тот факт, что мы можем воспринимать только четыре измерения пространства, можно объяснить одним из двух механизмов: либо дополнительные измерения компактифицируются в очень малом масштабе, либо наш мир может жить на трехмерном подмногообразии, соответствующем бране, на что все известные частицы, кроме гравитации, были бы ограничены (также известная как теория бран).

Существование дополнительных измерений объясняется с помощью многообразия Калаби-Яу, в котором скрыты все внутренние свойства элементарных частиц.1 кредит

Если дополнительные измерения компактифицированы, то дополнительные шесть измерений должны иметь форму многообразия Калаби-Яу (показанного выше). Будучи незаметными для наших органов чувств, они с самого начала управляли формированием Вселенной. Вот почему ученые считают, что, заглянув в прошлое, используя телескопы, чтобы увидеть свет из ранней Вселенной (т. е. миллиарды лет назад), они смогут увидеть, как существование этих дополнительных измерений могло повлиять на эволюцию космоса.

Во многом подобно другим кандидатам на роль великой объединяющей теории — также известной как Теория всего (TOE) — вера в то, что Вселенная состоит из десяти измерений (или более, в зависимости от того, какую модель теории струн вы используете), является попыткой примирить стандартная модель физики элементарных частиц с существованием гравитации. Короче говоря, это попытка объяснить, как взаимодействуют все известные силы в нашей вселенной и как могут работать сами другие возможные вселенные.

Для получения дополнительной информации, вот статья на Universe Today о параллельных вселенных, и еще одна о параллельной вселенной, которая, как они думали, не существует на самом деле.

В Интернете есть и другие замечательные ресурсы. Есть отличное видео, в котором подробно объясняются десять измерений. Вы также можете посмотреть на веб-сайте PBS телешоу «Элегантная вселенная». У него есть отличная страница о десяти измерениях.

Вы также можете послушать Astronomy Cast. Эпизод 137 «Крупномасштабная структура Вселенной» может показаться вам довольно интересным.


Новая работа подтверждает теорию Вселенной как голограммы
Предоставлено Вселенная сегодня

Цитата : Вселенная 10 измерений (2014, 11 декабря) получено 17 марта 2022 г. с https://физ.org/news/2014-12-universe-dimensions.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Нас еще не уничтожили, поэтому другие измерения, вероятно, очень маленькие | Умные новости

Рентген: NASA/CXC/PSU/L.Таунсли и др.; Оптика: УКИРТ; Инфракрасный: NASA/JPL-Caltech)

Мир, каким мы его знаем, имеет три пространственных измерения — длину, ширину и глубину — и одно временное измерение. Но есть невероятная вероятность того, что там существует гораздо больше измерений. Согласно теории струн, одной из ведущих физических моделей последних пятидесяти лет, Вселенная оперирует 10 измерениями. Но возникает большой вопрос: если есть 10 измерений, то почему мы не ощущаем их все или не обнаруживаем? Лиза Гроссман из ScienceNews сообщает, что новая статья предлагает ответ, показывающий, что эти измерения настолько малы и настолько мимолетны, что мы в настоящее время не можем их обнаружить.

Трудно полностью объяснить математику, лежащую в основе теории струн, без проведения одного-двух семинаров для выпускников, но, по сути, измерения с пятого по десятое имеют отношение к возможности и включают в себя все возможные варианты будущего и все возможные прошлые, включая реальности с совершенно другой физикой, чем те. в нашей вселенной.

Если два протона столкнутся друг с другом на достаточно высокой скорости, они смогут создать крошечную черную дыру, которая будет существовать всего доли секунды, прежде чем исчезнет, ​​согласно новому исследованию, которое не проходило рецензирование. сервер препринтов arXiv.орг. Столкновение откроет небольшой пузырь межпространственного пространства, где законы физики отличаются от наших, что приведет к событию, известному как распад вакуума. В квантовой физике распад вакуума подразумевает, что если бы межпространственное пространство было достаточно большим, мы бы сгорели. Обладая достаточной гравитацией, чтобы взаимодействовать с нашим миром, недавно сформированный «Космический Пузырь Смерти» будет расти со скоростью света, быстро изменять физику нашей Вселенной, делать ее непригодной для жизни и эффективно уничтожать нас.

«Если вы стоите поблизости, когда пузырь начинает расширяться, вы не видите, как он приближается», — говорит Гроссману соавтор исследования, физик Кэти Мак из Университета штата Северная Каролина. «Если это идет на вас снизу, ваши ноги перестают существовать до того, как ваш разум это осознает».

Космические лучи сверхвысоких энергий постоянно сталкиваются друг с другом, обладая достаточной энергией, чтобы запустить этот процесс. Исследователи обнаружили, что если бы дополнительные измерения были достаточно большими, чтобы позволить образоваться пузырю смерти, это произошло бы уже тысячи раз.Тот факт, что мы все еще существуем, является одним из косвенных доказательств того, что другие измерения очень малы. Команда подсчитала, что они должны быть меньше 16 нанометров, слишком малы, чтобы их гравитация могла сильно влиять на наш мир, и в сотни раз меньше, чем предыдущие расчеты, сообщает Гроссман.

Новое исследование следует за другим исследованием дополнительных измерений, опубликованным в Журнале космологии и физики астрочастиц, опубликованном в июле. Мара Джонсон-Гро из LiveScience сообщает, что один из главных вопросов в физике заключается в том, почему расширение Вселенной ускоряется.Одна из теорий состоит в том, что гравитация просачивается из нашей вселенной в другие измерения. Чтобы проверить эту идею, исследователи изучили данные недавно открытых гравитационных волн. Если бы наша Вселенная пропускала гравитацию через эти другие измерения, рассуждали исследователи, то гравитационные волны были бы слабее, чем ожидалось, после путешествия по вселенной.

Но исследователи обнаружили, что они не потеряли энергию в своем долгом путешествии, а это означает, что другие измерения либо не существуют, либо настолько малы, что не слишком сильно влияют на гравитацию, если вообще влияют.

«Общая теория относительности говорит, что гравитация должна работать в трех измерениях, и [результаты] показывают, что именно это мы и видим», — говорит Джонсон-Гро физик Крис Пардо из Принстона, ведущий автор июльского исследования. В последнем исследовании также делается вывод о том, что размер дополнительных измерений настолько мал, что исключает многие теории о утечке гравитации из нашей Вселенной.

Космолог Ян Мосс из Ньюкаслского университета в Англии говорит Гроссману, что последняя статья тщательна, и он не видит каких-либо вопиющих недостатков, но все еще слишком много неизвестных, чтобы утверждать, что предел в 16 нанометров определен.

Астрофизика Черные дыры Новое исследование Космическое пространство Физика

Рекомендуемые видео

Сколько существует измерений?

Попросите кого-нибудь назвать все известные ему измерения, и он, скорее всего, назовет следующие: длина, ширина и глубина.Они также могут добавить время, если думают за пределами трехмерного пространства. Но если спросить струнного теоретика: «Сколько существует измерений?» вызовет совсем другую реакцию. Согласно этому разделу теоретической физики, существует не менее 10 измерений пространства, большинство из которых человек не может воспринять.

Измерения — это показатели, которые физики используют для описания реальности. Звучит широко, верно? Давайте начнем с трех измерений, которые большинство людей изучают в начальной школе.Пространственные измерения — ширина, высота и глубина — визуализировать проще всего. Горизонтальная линия существует в одном измерении, поскольку имеет только длину; квадрат двумерен, потому что у него есть длина и ширина. Добавьте глубины, и мы получим куб или трехмерную форму.

Эти три координаты используются для точного определения положения объекта в пространстве. Но космос — не единственная плоскость, на которой мы существуем; мы также существуем во времени, и именно здесь вступает в действие четвертое измерение. Как только мы узнаем высоту, долготу, широту и положение точки во времени, у нас есть инструменты, необходимые для построения графика ее существования во вселенной, какой мы ее знаем.

Но некоторые физики, придерживающиеся теории струн, утверждают, что в реальности есть нечто большее, чем наблюдаемая Вселенная. Теория струн, также известная как «теория суперструн», призвана объединить две основные теории, описывающие, как устроена Вселенная: общую теорию относительности (применимую к очень большим объектам) и квантовую механику (применимую к очень маленьким). В четырехмерной вселенной эта теория была бы невозможна, но как только ученые изменили математику, включив в нее 10 измерений — 11, включая время, — их уравнения заработали.

После создания теории, основанной на существовании 10 пространственных измерений, специалисты по теории струн должны были объяснить, где прячутся эти новые измерения. Их ответ: они так же реальны, как и «большие» измерения, которые мы можем видеть, но дополнительные измерения свернуты настолько плотно, что мы слишком малы, чтобы их можно было заметить напрямую.

Наше базовое понимание физики делает это трудным для понимания, но теоретик струн Брайан Грин проделал большую работу, сформулировав концепцию в терминах, понятных большинству людей.В своем выступлении на TED Talk 2005 года Грин сравнивает эти невидимые измерения с кабелями, подключенными к телефонным столбам: Из окна провод выглядит как одномерная линия. Но если бы мы изучили его поближе, то увидели бы, что шнур на самом деле круглый, что делает его трехмерным. Никакая аналогия, сравнивающая ненаблюдаемые измерения с объектами в наблюдаемом мире, никогда не может быть идеальной, но это иллюстрирует, как что-то столь фундаментальное для реальности может скрываться у всех на виду.

Теория струн утверждает, что должно быть по крайней мере 10 измерений пространства плюс одно измерение времени, но есть физики, которые утверждают, что их больше.Некоторые постулируют вселенную, состоящую из 11 пространственных измерений. Но чтобы действительно поразить кого-то, когда он спросит, сколько существует измерений, скажем, 26: это магическое число в соответствии с теорией бозонных струн, и оно настолько велико, насколько это возможно для современных физиков.

У вас есть важный вопрос, на который вы хотите, чтобы мы ответили? Если это так, сообщите нам об этом по электронной почте [email protected] .

Сколько существует измерений и что они делают с реальностью?

Пишу за своим столом, я протягиваю руку вверх , чтобы включить лампу, и вниз , чтобы открыть ящик и достать ручку.Вытянув руку вперед , я касаюсь пальцами маленькой странной фигурки, подаренной мне сестрой как талисман на удачу, а достигнув позади , я могу погладить прижавшуюся к моей спине черную кошку. справа ведет к исследовательским заметкам для моей статьи, слева к моей стопке обязательных вещей (счета и корреспонденция). Вверх, вниз, вперед, назад, вправо, влево: я веду себя в личном космосе трехмерного пространства, оси этого мира незримо давит на меня прямолинейной структурой моего кабинета, определяемого, как и большинство западной архитектуры, три смежных прямых угла.

Наша архитектура, наше образование и наши словари говорят нам, что пространство трехмерно. OED определяет его как «непрерывную область или пространство, которое свободно, доступно или незанято… Измерения высоты, глубины и ширины, в пределах которых все существует и движется.» В 18 веке Иммануил Кант утверждал, что три- многомерное евклидово пространство является априорной необходимостью, и, поскольку мы сейчас насыщены компьютерными изображениями и видеоиграми, мы постоянно подвергаемся представлениям кажущейся аксиоматической декартовой сетки.С точки зрения XXI века это кажется почти самоочевидным.

Тем не менее представление о том, что мы обитаем в пространстве с любой математической структурой, является радикальным нововведением западной культуры, требующим ниспровержения давних представлений о природе реальности. Хотя рождение современной науки часто обсуждается как переход к механистическому объяснению природы, возможно, более важным — и, безусловно, более устойчивым — является преобразование, которое оно вызвало в нашем представлении о пространстве как геометрической конструкции.

За последнее столетие поиск описания геометрии пространства стал крупным проектом в теоретической физике, и эксперты, начиная с Альберта Эйнштейна, пытались объяснить все фундаментальные силы природы как побочные продукты формы самого пространства. В то время как на локальном уровне нас учат думать о пространстве как о трех измерениях, общая теория относительности рисует картину четырехмерной вселенной, а теория струн говорит, что у нее 10 измерений — или 11, если взять расширенную версию, известную как M-. Теория.Существуют вариации теории в 26 измерениях, а недавно чистых математиков наэлектризовала версия, описывающая пространства в 24 измерениях. Но что это за «размеры»? И что значит говорить о 10-мерном пространстве бытия?

Чтобы прийти к современному математическому способу мышления о пространстве, нужно сначала представить его как некую арену, которую может занимать материя. По крайней мере, «пространство» следует рассматривать как нечто , расширенное .Каким бы очевидным это ни казалось нам, такая идея была анафемой для Аристотеля, чьи представления о физическом мире господствовали в западном мышлении в поздней античности и в Средние века.

Строго говоря, аристотелевская физика не включала теорию пространства , а только понятие места . Представьте себе чашку, стоящую на столе. Для Аристотеля чаша окружена воздухом, который сам по себе является субстанцией. В его картине мира нет такого понятия, как пустое пространство, есть только границы между одним видом субстанции, чашкой, и другим, воздухом.Или стол. Для Аристотеля «пространство» (если вы хотите его так называть) было просто бесконечно малой границей между чашей и тем, что ее окружает. Без расширения пространство не было ничем иным, как в .

За 90 002 века до Аристотеля Левкипп и Демокрит выдвинули теорию реальности, основанную на изначально пространственном способе видения – «атомистическом» видении, согласно которому материальный мир состоит из мельчайших частиц (или 90 101 атомов 90 102), движущихся в пустоте.Но Аристотель отвергал атомизм, утверждая, что само понятие пустоты логически непоследовательно. По определению, сказал он, «ничто» не может быть . Преодоление аристотелевского возражения против пустоты и, следовательно, против концепции расширенного пространства было бы делом столетий. Только когда Галилей и Декарт сделали расширенное пространство одним из краеугольных камней современной физики в начале 17 века, это новаторское видение не стало самостоятельным. Для обоих мыслителей, как выразился американский философ Эдвин Бертт в 1924 году, «физическое пространство считалось идентичным области геометрии» — то есть трехмерной евклидовой геометрии, которую сейчас преподают в школе.

Задолго до того, как физики приняли евклидово видение, художники первыми разработали геометрическую концепцию пространства, и именно им мы обязаны этим замечательным скачком в наших концептуальных рамках. В период позднего Средневековья, под недавно появившимся влиянием Платона и Пифагора, главных интеллектуальных соперников Аристотеля, в Европе начало распространяться представление о том, что Бог создал мир в соответствии с законами евклидовой геометрии. Следовательно, если художники хотели изобразить это по-настоящему, они должны были подражать Творцу в своих репрезентативных стратегиях.С 14 по 16 века такие художники, как Джотто, Паоло Уччелло и Пьеро делла Франческа, разработали технику того, что стало известно как перспектива — стиль, первоначально названный «геометрической фигурой». постепенно научился строить изображения предметов в трехмерном пространстве. В процессе они перепрограммировали умы европейцев, чтобы они видели пространство в евклидовом ключе.

Историк Сэмюэл Эдгертон описывает этот замечательный переход в современную науку в Наследие геометрии Джотто (1991), отмечая, как ниспровержение аристотелевского мышления о пространстве было достигнуто отчасти как долгий, медленный побочный продукт людей, стоящих перед перспективой. картины и чувство, нутром, как будто они «смотрели» на трехмерные миры по ту сторону стены.Необычно здесь то, что в то время как философы и протоученые осторожно бросали вызов аристотелевским заповедям о пространстве, художники радикально прорезали эту интеллектуальную территорию, апеллируя к чувствам. В самом буквальном смысле, перспективное представление было формой виртуальной реальности, которая, как и современные игры виртуальной реальности, была направлена ​​на то, чтобы дать зрителям иллюзию того, что они перенесены в геометрически последовательные и психологически убедительные других миров.

Структура «реального» превратилась из философского и богословского вопроса в геометрическое положение

Иллюзорное евклидово пространство перспективного представления, постепенно запечатлевшееся в европейском сознании, было воспринято Декартом и Галилеем как пространство реального мира. Здесь стоит добавить, что сам Галилей обучался перспективе. Его способность изображать глубину была важной чертой его новаторских рисунков Луны, на которых были изображены горы и долины и подразумевалось, что Луна была такой же твердой, как и Земля.

Приняв пространство перспективных изображений, Галилей смог показать, как такие объекты, как пушечные ядра, движутся в соответствии с математическими законами. Само пространство было абстракцией — безликой, инертной, неприкасаемой, нечувствуемой пустотой, единственным познаваемым свойством которой была ее евклидова форма. К концу 17-го века Исаак Ньютон расширил это галилеевское видение, чтобы охватить вселенную в целом, которая теперь стала потенциально бесконечным трехмерным вакуумом — обширной, бескачественной пустотой, простирающейся навсегда во всех направлениях.Таким образом, структура «реального» превратилась из философского и теологического вопроса в геометрическое положение.

Там, где художники использовали математические инструменты для разработки новых способов создания изображений, теперь, на заре «научной революции», Декарт открыл способ создавать изображения математических отношений самих по себе. В процессе он формализовал понятие измерения и внедрил в наше сознание не только новый способ видения мира, но и новый инструмент для занятий наукой.

Сегодня почти все узнают плоды гениальности Декарта в образе декартовой плоскости — прямоугольной сетки, отмеченной осями x и y, и системе координат .

По определению, декартова плоскость является двумерным пространством, потому что нам нужны две координаты, чтобы идентифицировать любую точку внутри него. Декарт обнаружил, что с помощью этой схемы он может связать геометрические фигуры и уравнения. Таким образом, окружность радиусом 1 может быть описана уравнением x 2 + y 2 =1.

Огромное количество фигур, которые мы можем нарисовать на этой плоскости, можно описать уравнениями, и такая «аналитическая» или «декартова» геометрия вскоре станет основой исчисления , разработанного Ньютоном и Г. В. Лейбницем для дальнейшего анализа физиков. движения. Один из способов понять исчисление — это изучение кривых; так, например, он позволяет нам формально определить, где кривая имеет наибольшую крутизну или где она достигает локального максимума или минимума. Применительно к изучению движения исчисление дает нам способ анализировать и предсказывать, где, например, объект, подброшенный в воздух, достигнет максимальной высоты или когда мяч, катящийся по криволинейному склону, достигнет определенной скорости.С момента своего изобретения исчисление стало жизненно важным инструментом почти для каждой отрасли науки.

Рассматривая предыдущую диаграмму, легко увидеть, как мы можем добавить третью ось. Таким образом, с помощью осей x, y и z мы можем описать поверхность сферы — как кожуру пляжного мяча. Здесь уравнение (для сферы радиусом 1 ) принимает вид: x 2 + y 2 + z 2 = 1

С помощью трех осей мы можем описать формы в трехмерном пространстве. И снова каждая точка однозначно определяется тремя координатами: необходимое условие трехмерности делает пространство трехмерным .

Но зачем останавливаться на достигнутом? Что, если я добавлю четвертое измерение? Назовем его «п». Теперь я могу написать уравнение для чего-то, что я называю сферой, находящейся в четырехмерном пространстве: x 2 + y 2 + z 2 + p 2 = 1. Я не могу нарисовать этот объект за вас, но математически добавление еще одного измерения является законным ходом. «Законный» означает, что в этом нет ничего логически непоследовательного — нет причин, я не могу.

«Измерение» становится чисто символическим понятием, вовсе не обязательно связанным с материальным миром

И я могу продолжать, добавляя новые измерения.Итак, я определяю сферу в пятимерном пространстве с пятью координатными осями (x, y, z, p, q), что дает нам уравнение: q 2 = 1. И один в шести измерениях: x 2 + y 2 + z 2 + p 2 + q 2 + r 2 = 1 901, и так далее.

Хотя я, возможно, не в состоянии визуализировать многомерные сферы, я могу описать их символически, и один из способов понимания истории математики — это разворачивающееся осознание того, какие, казалось бы, разумные вещи мы можем превзойти.Именно это имел в виду Чарльз Доджсон, он же Льюис Кэрролл, когда в « в Зазеркалье» и «Что там нашла Алиса » (1871) он заставил Белую Королеву подтвердить свою способность верить в «шесть невозможных вещей перед завтраком».

Математически я могу описать сферу в любом количестве измерений, которое выберу. Все, что мне нужно делать, это добавлять новые оси координат, что математики называют «степенями свободы». Условно они называются x 1 , x 2 , x 3 , x 4 , x 5 , x 6 и так далее . Как любая точка на декартовой плоскости может быть описана двумя (x, y) координатами, так и любая точка в 17-мерном пространстве может быть описана набором из 17 координат (x 1 , x 2 , x 3 , х 4 , х 5 , х 6 … х 15 , х 16 , х 17 ). Поверхности, подобные приведенным выше сферам, в таких многомерных пространствах обычно известны как многообразия .

С точки зрения математики «измерение» есть не что иное, как еще одна координатная ось (еще одна степень свободы), которая в конечном счете становится чисто символическим понятием, вовсе не обязательно связанным с материальным миром.В 1860-х годах логик-новатор Август Де Морган, чьи работы повлияли на Льюиса Кэрролла, резюмировал все более абстрактный взгляд на эту область, отметив, что математика — это чисто «наука о символах» и, как таковая, не должна ни к чему относиться. кроме себя. Математика, в некотором смысле, — это логика, высвобожденная в поле воображения.

В отличие от математиков, которые вольны играть на поле идей, физика связана с природой и, по крайней мере в принципе, связана с материальными вещами.Тем не менее, все это создает возможность освобождения, поскольку, если математика допускает более трех измерений, а мы думаем, что математика полезна для описания мира, откуда мы знаем, что физическое пространство ограничено тремя? Хотя Галилей, Ньютон и Кант считали длину, ширину и высоту аксиомами, не может ли наш мир иметь еще измерений?

Опять же, идея вселенной с более чем тремя измерениями была внедрена в общественное сознание с помощью художественной среды, в данном случае литературных спекуляций, наиболее известной из которых стала работа математика Эдвина А. Эббота « Flatland » (1884).Эта очаровательная социальная сатира рассказывает историю скромного Квадрата, живущего на плоскости, которого однажды посещает трехмерное существо, Лорд Сфера, который переносит его в великолепный мир Твердых тел. В этом объемном раю Квадрат созерцает трехмерную версию себя, Куб, и начинает мечтать о переходе в четвертое, пятое и шестое измерения. Почему не гиперкуб? А гипер-гиперкуб, спрашивает он?

К сожалению, во Флатландии Сквер считается сумасшедшим и заперт в сумасшедшем доме.Одним из достоинств этой истории, в отличие от некоторых более слащавых анимаций и адаптаций, которые она вдохновила, является признание опасностей, связанных с нарушением социальных условностей. В то время как Квадрат приводит доводы в пользу других измерений пространства, он также приводит доводы в пользу других измерений бытия — он математический квир.

В конце 19-го и начале 20-го веков множество авторов (Герберт Уэллс, математик и писатель-фантаст Чарльз Хинтон, который придумал слово «тессеракт» для четырехмерного куба), художников (Сальвадор Дали) и мистических мыслителей ( П. Д. Успенский) исследовал идеи о четвертом измерении и о том, что может означать для человека встреча с ним.

Затем, в 1905 году, неизвестный физик по имени Альберт Эйнштейн опубликовал статью, описывающую реальный мир как четырехмерную среду. В его «специальной теории относительности» к трем классическим измерениям пространства было добавлено время . В математическом формализме теории относительности все четыре измерения связаны вместе, и в наш лексикон вошел термин пространство-время . Это собрание никоим образом не было произвольным. Эйнштейн обнаружил, что, идя по этому пути, возник мощный математический аппарат, превосходящий ньютоновскую физику и позволяющий ему предсказывать поведение электрически заряженных частиц.Только в четырехмерной модели мира можно полностью и точно описать электромагнетизм.

Относительность была намного больше, чем просто литературная игра, особенно после того, как Эйнштейн расширил ее от «частной» до «общей» теории. Теперь многомерное пространство наполнилось глубоким физическим смыслом.

В ньютоновской картине мира материя движется в пространстве во времени под действием сил природы, в частности гравитации. Пространство, время, материя и сила — разные категории реальности.С помощью специальной теории относительности Эйнштейн продемонстрировал, что пространство и время едины, тем самым сократив число основных физических категорий с четырех до трех: пространство-время, материя и сила. Общая теория относительности делает еще один шаг, встраивая силу гравитации в структуру самого пространства-времени. С точки зрения 4D гравитация — это всего лишь артефакт формы пространства.

Чтобы понять эту замечательную ситуацию, давайте на мгновение представим ее двумерный аналог. Подумайте о батуте и представьте, что мы рисуем на его поверхности декартову сетку.Теперь положите шар для боулинга на сетку. Вокруг него поверхность будет растягиваться и деформироваться, поэтому некоторые точки станут дальше друг от друга. Мы нарушили внутреннюю меру расстояния в пространстве, сделав его неравномерным. Общая теория относительности говорит, что это искривление — это то, что тяжелый объект, такой как Солнце, делает с пространством-временем, а отклонение от декартовского совершенства самого пространства порождает явление, которое мы воспринимаем как гравитацию.

В то время как в физике Ньютона гравитация возникает из ниоткуда, в физике Эйнштейна она возникает естественным образом из внутренней геометрии четырехмерного многообразия; в местах, где многообразие больше всего растягивается или больше всего отклоняется от декартовой регулярности, гравитация ощущается сильнее.Это иногда называют «физикой резинового листа». Здесь огромная космическая сила, удерживающая планеты на орбитах вокруг звезд и звезды на орбитах вокруг галактик, является не чем иным, как побочным эффектом искривления пространства. Гравитация — это буквально геометрия в действии.

Если перемещение в четыре измерения помогает объяснить гравитацию, то может ли мышление в пяти измерениях иметь научное преимущество? Почему бы не попробовать? — спрашивал в 1919 году молодой польский математик Теодор Калуца, думая, что если бы Эйнштейн поглотил гравитацию в пространство-время, то, возможно, еще одно измерение могло бы таким же образом объяснить силу электромагнетизма как артефакта геометрии пространства-времени.Итак, Калуца ​​добавил к уравнениям Эйнштейна еще одно измерение и, к своему удовольствию, обнаружил, что в пяти измерениях обе силы прекрасно проявляются как артефакты геометрической модели.

Вы муравей, бегущий по длинному тонкому шлангу, даже не подозревая о крошечном круглом измерении под ногами

Математика подошла как по волшебству, но проблема в этом случае заключалась в том, что дополнительное измерение, казалось, не коррелировало с каким-либо конкретным физическим качеством. В общей теории относительности четвертое измерение было раз ; в теории Калуцы это не было чем-то , на что можно было бы указать, увидеть или ощутить: это было просто в математике.Даже Эйнштейн отказался от столь неземного нововведения. Что это? спросил он. Где это ?

В 1926 году шведский физик Оскар Кляйн ответил на этот вопрос так, будто это что-то прямо из Страны чудес. Представь, сказал он, ты муравей, живущий на длинном, очень тонком шланге. Вы можете бегать по шлангу взад и вперед, даже не замечая крошечного круга под ногами. Только ваши муравьиные физики с их мощными муравьиными микроскопами могут увидеть это крошечное измерение.Согласно Кляйну, в каждой точке нашего четырехмерного пространства-времени есть небольшой дополнительный круг пространства, подобный этому, который слишком мал, чтобы мы могли его увидеть. Поскольку он на много порядков меньше атома, неудивительно, что мы до сих пор его не замечали. Только физики со сверхмощными ускорителями частиц могут надеяться заглянуть в такие крошечные масштабы.

Когда физики оправились от первоначального шока, они были очарованы идеей Кляйн, и в 1940-х годах теория была разработана в мельчайших математических деталях и помещена в квантовый контекст.К сожалению, бесконечно малый масштаб нового измерения не позволял представить, как его можно проверить экспериментально. Кляйн подсчитал, что диаметр крошечного круга составляет всего 10 -30 см. Для сравнения, диаметр атома водорода составляет 10 -8 см, поэтому мы говорим о чем-то более чем на 20 порядков меньшем, чем самый маленький атом. Даже сегодня мы далеки от того, чтобы увидеть такой минутный масштаб. Так что идея вышла из моды.

Однако

Калуцу было нелегко удержать. Он верил в свое пятое измерение и верил в силу математической теории, поэтому решил провести собственный эксперимент. Он остановился на теме плавания. Калуца ​​не умел плавать, поэтому он прочитал все, что мог, о теории плавания, и когда он почувствовал, что в принципе усвоил водные упражнения, он сопроводил свою семью к морю и бросился в волны, где, о чудо, он мог плавать.По мнению Калуцы, плавательный эксперимент подтвердил правильность теории, и, хотя он не дожил до триумфа своего любимого пятого измерения, в 1960-х годах теоретики струн возродили идею многомерного пространства.

К 1960-м годам физики открыли две дополнительные силы природы, обе действующие на субатомном уровне. Названные слабым ядерным взаимодействием и сильным взаимодействием ядерным взаимодействием , они ответственны за некоторые виды радиоактивности и за удержание кварков вместе для образования протонов и нейтронов, составляющих атомные ядра.В конце 1960-х годов, когда физики начали исследовать новый предмет теории струн (которая постулирует, что частицы подобны крошечным резиновым лентам, вибрирующим в пространстве), идеи Калуцы и Кляйна снова всплыли в сознании, и теоретики постепенно начали задаваться вопросом, существуют ли два субатомных силы могут быть описаны в терминах геометрии пространства-времени.

Оказывается, чтобы охватить обе эти две силы, мы должны добавить еще пять измерений к нашему математическому описанию.Нет априори , почему должно быть пять; и, опять же, ни одно из этих дополнительных измерений не имеет прямого отношения к нашему чувственному опыту. Они есть только в математике. Итак, это подводит нас к 10 измерениям теории струн. Здесь есть четыре крупномасштабных измерений пространства-времени (описываемых общей теорией относительности) плюс шесть дополнительных «компактных» измерений (одно для электромагнетизма и пять для ядерных сил), все скрученные в какой-то дьявольски сложный, сжатый- вверх, геометрическая структура.

Физики и математики прилагают огромные усилия, чтобы понять все возможные формы, которые может принять это миниатюрное пространство, и какая из многих альтернатив реализуется в реальном мире. Технически эти формы известны как многообразия Калаби-Яу, и они могут существовать в любом даже числе высших измерений. Экзотические, тщательно продуманные существа, эти необыкновенные формы составляют абстрактную таксономию в многомерном пространстве; 2D-срез их (лучшее, что мы можем сделать для визуализации того, как они выглядят) напоминает кристаллические структуры вирусов; они почти выглядят живыми .

Двумерный срез многообразия Калаби-Яу. Предоставлено Википедией

Существует много версий уравнений теории струн, описывающих 10-мерное пространство, но в 1990-х годах математик Эдвард Виттен из Института перспективных исследований в Принстоне (давнее прибежище Эйнштейна) показал, что все можно несколько упростить. если бы мы взяли 11-мерную перспективу. Он назвал свою новую теорию М-теорией и загадочно отказался сказать, что означает буква «М». Обычно говорят, что это «мембрана», но также предлагались «матрица», «мастер», «тайна» и «монстр».

Наша вселенная может быть лишь одной из многих сосуществующих вселенных, каждая из которых представляет собой отдельный четырехмерный пузырь на более широкой арене пятимерного пространства

Пока что у нас нет свидетельств существования какого-либо из этих дополнительных измерений — мы все еще находимся в стране плавающих физиков, мечтающих о миниатюрном ландшафте, к которому мы еще не можем получить доступ, — но оказалось, что теория струн имеет серьезные последствия для самой математики. Недавние разработки версии теории с 24 измерениями показали неожиданные взаимосвязи между несколькими основными разделами математики, а это означает, что, даже если теория струн не оправдается в физике, она окажется богатым источником чистой информации. теоретическое понимание.В математике 24-мерное пространство имеет особое значение — там происходят волшебные вещи, например, возможность особенно элегантно упаковывать сферы вместе — хотя маловероятно, что реальный мир имеет 24 измерения. Большинство сторонников теории струн считают, что для мира, который мы любим и в котором живем, достаточно 10 или 11 измерений.

В теории струн есть еще одна разработка, заслуживающая внимания. В 1999 году Лиза Рэндалл (первая женщина, получившая должность физика-теоретика в Гарварде) и Раман Сандрам (индийско-американский теоретик элементарных частиц) предположили, что на космологической шкале может быть дополнительное измерение, шкала, описываемая общей теорией относительности.Согласно их теории «браны» — «брана» означает сокращение от «мембраны» — то, что мы обычно называем нашей Вселенной , может быть встроено в гораздо большее пятимерное пространство, своего рода сверхвселенную. В этом суперпространстве наша может быть всего лишь одной из множества сосуществующих вселенных, каждая из которых представляет собой отдельный четырехмерный пузырь на более широкой арене пятимерного пространства.

Трудно сказать, сможем ли мы когда-нибудь подтвердить теорию Рэндалла и Сандрама. Однако были проведены аналогии между этой идеей и зарей современной астрономии.Европейцы 500 лет назад считали невозможным представить себе другие физические «миры» помимо нашего собственного, но теперь мы знаем, что Вселенная населена миллиардами других планет, вращающихся вокруг миллиардов других звезд. Кто знает, однажды наши потомки смогут найти доказательства существования миллиардов других вселенных, каждая из которых имеет свои уникальные уравнения пространства-времени.

Проект понимания геометрической структуры пространства является одним из знаковых достижений науки, но, возможно, физики достигли конца этого пути.Ибо оказывается, что в некотором смысле Аристотель был прав — с понятием расширенного пространства действительно связаны логические проблемы. При всех необычайных успехах теории относительности мы знаем, что ее описание пространства не может быть окончательным, потому что на квантовом уровне оно ломается. Последние полвека физики безуспешно пытались объединить свое понимание пространства в космологическом масштабе с тем, что они наблюдают в квантовом масштабе, и все больше кажется, что такой синтез может потребовать радикально новой физики.

После того, как Эйнштейн разработал общую теорию относительности, большую часть своей жизни он провел, пытаясь «выстроить все законы природы из динамики пространства и времени, сведя физику к чистой геометрии», как выразился директор Института Робберт Дейкграаф. для углубленного изучения в Принстоне, поставил его недавно. «Для [Эйнштейна] пространство-время было естественным «основным уровнем» в бесконечной иерархии научных объектов». Подобно ньютоновской картине мира, эйнштейновская делает пространство первичным основанием бытия, ареной, на которой все происходит.Однако в очень малых масштабах, где преобладают квантовые свойства, законы физики показывают, что пространство в том виде, в каком мы привыкли его представлять, может и не существовать.

Среди некоторых физиков-теоретиков появляется мнение, что пространство на самом деле может быть эмерджентным явлением, созданным чем-то более фундаментальным, подобно тому, как температура возникает как макроскопическое свойство, возникающее в результате движения молекул. Как выразился Дейкграаф: «Существующая точка зрения рассматривает пространство-время не как отправную точку, а как конечную точку, как естественную структуру, возникающую из сложности квантовой информации.

Ведущим сторонником новых способов осмысления пространства является космолог Шон Кэрролл из Калифорнийского технологического института, который недавно заявил, что классическое пространство не является «фундаментальной частью архитектуры реальности», и утверждал, что мы ошибаемся, приписывая такой особый статус его четыре или 10 или 11 измерений. Там, где Дейкграаф проводит аналогию с температурой, Кэрролл предлагает нам рассмотреть «влажность» — возникающее явление, когда множество молекул воды собираются вместе. Никакая отдельная молекула воды не является влажной, только когда вы собираете их вместе, влажность возникает как качество.100) измерения» — это 10, за которыми следует гугол нулей, или 10 000 триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов нулей. Трудно представить себе это почти невозможно огромное число, которое затмевает до ничтожности количество частиц в известной Вселенной. Однако каждое из них является отдельным измерением в математическом пространстве, описываемом квантовыми уравнениями; каждому — новая «степень свободы», которой располагает Вселенная.

Даже Декарт был бы ошеломлен тем, куда завело нас его видение и какая ослепительная сложность заключалась в простом слове «измерение».

Это эссе стало возможным благодаря поддержке гранта для журнала Aeon от Templeton Religion Trust. Мнения, выраженные в этой публикации, принадлежат автору (авторам) и не обязательно отражают взгляды Templeton Religion Trust.

Спонсоры Aeon Magazine не участвуют в принятии редакционных решений, включая ввод в эксплуатацию или утверждение контента.

Сколько существует измерений?

Спросите любого человека на улице, сколько существует измерений, и, надеюсь, он ответит, что есть по крайней мере три пространственных измерения (длина, ширина и глубина) с добавлением временного измерения (времени).Однако если вы зададите тот же вопрос физику, это может свести вас с ума. Например, физики-теоретики, работающие над теорией струн, утверждают, что Вселенная состоит как минимум из 10 пространственных измерений, и это подтверждается математикой.

Видимая трехмерная реальность

Три пространственных измерения — длина, ширина и высота (или глубина) — довольно просты. Благодаря этим измерениям вы можете определить свое точное физическое местоположение в любой момент.

Одномерное (1-D) пространство можно представить как одну бусину на нити.Вы можете перемещать шарик вперед или назад, но на самом деле все, что вам нужно, это одно значение, чтобы определить его положение в этом измерении, то есть длину. Одномерное пространство не имеет других различимых качеств, кроме длины. В двумерном (2-D) пространстве вам нужны два набора координат, чтобы определить местоположение точки. Как будто бусина теперь находится в сетке, где она может скользить не только вперед и назад, но и в стороны. Наконец, в трехмерном (3-D) пространстве глубина позволяет нам скользить шариком вверх и вниз по многопоточной сетке.

С точки зрения геометрии, 1-D — это линия, 2-D — это квадрат, а 3-D — это куб.

За пределами трех измерений

Время считается четвертым измерением. Однако это не пространственное измерение. Нам нужно время, чтобы найти объекты в наблюдаемой Вселенной, потому что все находится в движении. В релятивистском пространстве Эйнштейн добавил время к трем классическим измерениям пространства. Математически эти четыре измерения связаны вместе в то, что обычно называют пространством-временем.Это был огромный скачок мысли, выходящий за рамки математического формализма. Например, только в такой четырехмерной модели природы можно полностью и точно описать электромагнетизм.

Но есть ли более трех пространственных измерений? Это сложный вопрос, потому что наш разум предназначен для восприятия только длины, ширины и высоты. Некоторые ученые, разделяющие теорию струн, утверждают, что в реальности есть нечто большее, чем кажется нашему жалкому млекопитающему.

Наши знания о субатомном составе Вселенной обобщены в так называемой Стандартной модели физики элементарных частиц.Стандартная модель описывает как фундаментальные строительные блоки, из которых все сделано, так и силы, посредством которых эти блоки взаимодействуют. Известно двенадцать основных строительных блоков (шесть кварков и шесть лептонов) и четыре фундаментальных взаимодействия (гравитация, электромагнетизм, слабое и сильное ядерные взаимодействия). Каждая фундаментальная сила создается фундаментальными частицами, которые действуют как носители силы. Например, фотон, являющийся частицей света, является посредником электромагнитных сил.

Поведение всех этих частиц и сил с предельной точностью описывается Стандартной моделью, за одним заметным исключением: гравитацией. Только что оказалось чрезвычайно сложным описать гравитацию микроскопически. Это одна из важнейших проблем теоретической физики на сегодняшний день — найти квантовую теорию гравитации.

Теория струн пытается решить эту загадку, объединяя две теории, описывающие, как устроена Вселенная: общую теорию относительности и квантовую механику.По этой причине ее иногда называют «Теорией всего».

В этой теоретической структуре все фундаментальные частицы Стандартной модели заменены одномерными объектами, называемыми струнами. Каждая струна соответствует четырем крупномасштабным измерениям пространства-времени, которые описываются общей теорией относительности, а также шести дополнительным «компактным» измерениям (одно для электромагнетизма и пять для ядерных сил).

Причина, по которой мы не можем обнаружить эти спекулятивные дополнительные измерения, заключается в том, что они могут быть слишком «компактными» в том смысле, что они могут быть слишком малы для того, чтобы мы могли их обнаружить.И наоборот, другое объяснение состоит в том, что измерения слишком «большие», что ограничивает нашу перспективу четырехмерной поверхностью внутри многомерной вселенной или мультивселенной.

Двумерный срез шестимерного многообразия Калаби-Яу пятой степени. Кредит: Викисклад.

Одним из способов визуализации дополнительных шести измерений является многообразие Калаби-Яу, в котором дополнительные измерения скручиваются вокруг друг друга, становясь настолько крошечными, что их чрезвычайно трудно обнаружить. Эти многообразия сохраняют симметрию между левосторонними и правосторонними частицами и сохраняют суперсимметрию ровно настолько, чтобы воспроизвести некоторые аспекты Стандартной модели.Существуют десятки тысяч возможных многообразий Калаби-Яу для шести измерений, и теория струн не предлагает разумных способов определить, какое из них является правильным.

Существуют различные версии уравнений теории струн, описывающих 10-мерное пространство. Однако в 1990-х годах математик Эдвард Виттен из Института перспективных исследований в Принстоне предположил, что теорию струн можно упростить, если взглянуть на нее с 11-мерной точки зрения. Эта теория называется М-теорией.Более того, согласно теории бозонных струн, существует до 26 измерений.

Следует также сказать, что на сегодняшний день нет прямых экспериментальных доказательств того, что сама теория струн является правильным описанием природы. Жюри еще не вынесено, в то время как физики получают массу удовольствия, копаясь в самой ткани реальности.

Вселенная 10 измерений

Когда кто-то упоминает «другие измерения», мы склонны думать о таких вещах, как параллельные вселенные — альтернативные реальности, существующие параллельно нашей, но в которых все работает или происходит по-другому.Однако реальность измерений и то, как они играют роль в упорядочении нашей Вселенной, на самом деле сильно отличается от этой популярной характеристики.

Чтобы разобраться, измерения — это просто разные грани того, что мы воспринимаем как реальность. Мы немедленно осознаем три измерения, которые окружают нас ежедневно — те, которые определяют длину, ширину и глубину всех объектов в наших вселенных (оси x, y и z соответственно).

Помимо этих трех видимых измерений, по мнению ученых, может быть еще много других.Фактически, теоретическая основа теории суперструн утверждает, что Вселенная существует в десяти различных измерениях. Эти различные аспекты управляют вселенной, фундаментальными силами природы и всеми содержащимися внутри элементарными частицами.

Первое измерение , как уже отмечалось, определяет его длину (иначе ось x). Хорошее описание одномерного объекта — это прямая линия, которая существует только с точки зрения длины и не имеет других различимых качеств.Добавьте к этому второе измерение , ось Y (или высоту), и вы получите объект, который становится двумерной формой (например, квадратом).

Третье измерение включает глубину (ось z) и дает всем объектам ощущение площади и поперечного сечения. Прекрасным примером этого является куб, который существует в трех измерениях и имеет длину, ширину, глубину и, следовательно, объем. За пределами этих трех лежат семь измерений, которые не очевидны для нас сразу, но которые все же можно воспринимать как оказывающие непосредственное влияние на вселенную и реальность, какими мы ее знаем.

Хронология Вселенной, начиная с Большого Взрыва. Согласно теории струн, это всего лишь один из многих возможных миров. Предоставлено: NASA

Ученые считают, что четвертое измерение — это время, которое управляет свойствами всей известной материи в любой заданной точке. Наряду с тремя другими измерениями, знание положения объекта во времени необходимо для определения его положения во Вселенной. В других измерениях вступают в игру более глубокие возможности, и объяснить их взаимодействие с другими измерениями становится особенно сложно для физиков.

Согласно теории суперструн, в пятом и шестом измерениях возникает понятие возможных миров. Если бы мы могли заглянуть в пятое измерение , мы увидели бы мир, немного отличающийся от нашего собственного, что дало бы нам средство измерения сходства и различий между нашим миром и другими возможными мирами.

В шестом мы увидели бы плоскость возможных миров, где мы могли бы сравнить и расположить все возможные вселенные, которые начинаются с тех же начальных условий, что и эта (т.е. большой взрыв). Теоретически, если бы вы могли освоить пятое и шестое измерения, вы могли бы путешествовать во времени или попасть в другое будущее.

В седьмом измерении у вас есть доступ к возможным мирам, которые начинаются с разных начальных условий. Если в пятом и шестом начальные условия были одинаковыми, а последующие действия были другими, то здесь все по-другому с самого начала времени. Восьмое измерение снова дает нам плоскость таких возможных вселенских историй, каждая из которых начинается с различных начальных условий и бесконечно разветвляется (поэтому они и называются бесконечностями).

В девятом измерении мы можем сравнить все возможные истории вселенной, начиная со всех возможных законов физики и начальных условий. В десятом и последнем измерении мы приходим к точке, в которой охвачено все возможное и вообразимое. Кроме того, мы, простые смертные, ничего не можем вообразить, что делает это естественным ограничением того, что мы можем представить в терминах измерений.

Существование дополнительных измерений объясняется с помощью многообразия Калаби-Яу, в котором скрыты все внутренние свойства элементарных частиц.Кредит: Хэнсон.

Существование этих дополнительных шести измерений, которые мы не можем воспринимать, необходимо для теории струн, чтобы они были непротиворечивыми по своей природе. Тот факт, что мы можем воспринимать только четыре измерения пространства, можно объяснить одним из двух механизмов: либо дополнительные измерения компактифицируются в очень малом масштабе, либо наш мир может жить на трехмерном подмногообразии, соответствующем бране, на что все известные частицы, кроме гравитации, были бы ограничены (иначе.теория бран).

Если дополнительные измерения компактифицированы, то дополнительные шесть измерений должны иметь форму многообразия Калаби-Яу (показанного выше). Будучи незаметными для наших органов чувств, они с самого начала управляли формированием Вселенной. Вот почему ученые считают, что, заглянув в прошлое, используя телескопы, чтобы увидеть свет из ранней Вселенной (т. е. миллиарды лет назад), они смогут увидеть, как существование этих дополнительных измерений могло повлиять на эволюцию космоса.

Во многом подобно другим кандидатам на роль великой объединяющей теории — также известной как Теория всего (TOE) — вера в то, что Вселенная состоит из десяти измерений (или более, в зависимости от того, какую модель теории струн вы используете), является попыткой примирить стандартная модель физики элементарных частиц с существованием гравитации. Короче говоря, это попытка объяснить, как взаимодействуют все известные силы в нашей вселенной и как могут работать сами другие возможные вселенные.

Для получения дополнительной информации, вот статья на Universe Today о параллельных вселенных, и еще одна о параллельной вселенной, которую, как они думали, ученые обнаружили, которая на самом деле не существует.

В Интернете есть и другие замечательные ресурсы. Есть отличное видео, в котором подробно объясняются десять измерений. Вы также можете посмотреть на веб-сайте PBS телешоу «Элегантная вселенная». У него есть отличная страница о десяти измерениях.

Вы также можете послушать Astronomy Cast. Эпизод 137 «Крупномасштабная структура Вселенной» может показаться вам довольно интересным.

Источник: PBS

 

Нравится:

Нравится Загрузка…

Сколько измерений на самом деле имеет наша Вселенная?

Теоретическая физика — увлекательная и (иногда) забавная область.Хотя большинство людей не утверждают, что много знают об этой области исследований, многие из ее более продвинутых концепций постоянно появляются в массовой культуре. На самом деле такие слова, как «ядерный», «квантовый» и «мультивселенная», часто являются ключевыми для сюжета наших любимых телешоу и фильмов.

С другой стороны, некоторые из более продвинутых концепций теоретической физики (при описании) больше походят на философию и метафизику, чем на науку. На самом деле некоторым теориям даже удается стереть грань между наукой и религией, и обычно они встречают либо благоговение, либо отвержение (в зависимости от того, кто их слушает).

Рассмотрим идею «дополнительных измерений», которая, по мнению многих людей, относится к существованию измерений, параллельных нашему собственному, в которых вещи немного или сильно отличаются — ака. Теория «мультиверсума». По правде говоря, теория дополнительных измерений имеет дело с возможным существованием дополнительных измерений помимо тех, о которых мы сразу знаем.

Хотя такие разговоры могут показаться чем-то надуманным или чисто спекулятивным, на самом деле это жизненно важная часть нашего понимания того, как работает наша Вселенная.Если и когда мы определим, сколько измерений имеет наша Вселенная (и что делает каждое из них), у нас, наконец, будет Теория Всего (ToE) и мы будем знать, как все это сочетается друг с другом.

Измерения 101

Чтобы разобраться, термин «размерность» относится к любому математическому измерению. Обычно это может относиться к физическому измерению (объект или пространство) или временному измерению (время). Есть три измерения, с которыми мы ежедневно сталкиваемся, которые определяют длину, ширину и глубину всех объектов в нашей Вселенной (оси x, y и z соответственно).

Однако ученые утверждают, что для понимания законов природы необходимо включить «четвертое измерение», то есть время. Без этой координаты невозможно правильно измерить положение, скорость и ускорение объектов в нашей Вселенной. Недостаточно знать, где находится объект с точки зрения трех пространственных координат. Вам также нужно знать когда объект был где.

Помимо этих четырех измерений, физики-теоретики рискнули предположить, что в игре могут быть и другие измерения.Количество измерений варьируется, но целью дополнительных измерений является поиск способов объединения известных законов Вселенной, что физики-теоретики пытались сделать около столетия.

Причина связана с двумя очень интересными областями исследования: квантовой механикой (QM) и общей теорией относительности (GR). Эти области возникли в начале 20 века и почти одновременно существовали друг с другом. В то время как у КМ было много предшественников (Планк, Гейзенберг, Шредингер и др.), ОТО обязана своим существованием, по крайней мере первоначально, Альберту Эйнштейну, хотя многие из его идей были усовершенствованием более ранних теорий.

Для справки: Эйнштейн также внес свой вклад в развитие квантовой механики своими исследованиями поведения света. В любом случае, в то время как квантовая механика (КМ) описывает, как энергия и материя ведут себя на атомном и субатомном уровнях, общая теория относительности (ОТО) описывает, как материя, энергия и пространство-время ведут себя в больших масштабах в присутствии гравитации.

Забавно то, что наши величайшие научные умы пытались выяснить, как эти две области сочетаются друг с другом почти столетие.Оба, кажется, прекрасно работают сами по себе, но когда они объединяются в единую связную систему, это остается в значительной степени загадкой.

Четыре фундаментальные силы

После тысячелетних исследований природы и законов, управляющих ею, ученые определили, что четыре фундаментальные силы управляют всеми взаимодействиями материи и энергии. Эти силы и фундаментальные частицы, из которых состоит вся материя (кварки, лептоны, калибровочные бозоны и скалярные бозоны), являются частью Стандартной модели физики элементарных частиц.Эти силы:

  • Электромагнетизм
  • 9051
  • Слабая ядерная сила
  • Сильная ядерная сила
  • гравитация

Первые три силы все описаны в области квантовой механики и связаны с конкретными субатомные частицы. Электромагнетизм связан с электронами (лептонами), которые отвечают за электричество, магнетизм и все формы электромагнитного излучения.Сюда входят видимый свет (цвет), тепло, микроволны, радиоволны, ультрафиолетовое излучение и гамма-лучи.

Источник: НАСА

Слабое ядерное взаимодействие имеет дело с взаимодействиями между субатомными частицами, ответственными за радиоактивный распад атомов, и связано с частицами размером меньше протона (бозонами). При более высоких энергиях эта сила сливается с электромагнетизмом, что породило единый термин «электрослабая сила».

Сильное ядерное взаимодействие управляет частицами размером с протоны и нейтроны (адроны) и названо так потому, что примерно в 137 раз сильнее, чем электромагнетизм, в миллионы раз сильнее, чем слабое ядерное взаимодействие, и 10 38 раз сильнее гравитации.Он заставляет кварки объединяться, образуя более крупные протоны и нейтроны, и связывает их, создавая атомные ядра.

Наконец, есть гравитация, самая слабая из четырех сил, связанная со взаимодействием между массивными объектами (астероидами, планетами, звездами, галактиками и крупномасштабной структурой Вселенной). В отличие от трех других сил, существует не является известной субатомной частицей, описывающей гравитацию или гравитационные взаимодействия.

Вот почему ученые вынуждены изучать физику в терминах КМ или ОТО (в зависимости от используемых масштабов), но, как правило, не вместе.Из-за этого ученые пытались придумать теоретическую основу для объединения гравитации с другими силами. Попытки сделать это обычно подпадают под рубрику «квантовая гравитация» или Теория всего (ToE).

Сколько существует измерений?

Попытки создания единой полевой теории гравитации и электромагнетизма восходят к немецкому физику Теодору Калуце (1885–1954). В 1921 году он опубликовал статью, в которой представил расширенную интерпретацию уравнений поля Эйнштейна.Эта теория была построена на идее 5-мерной Вселенной, которая включала в себя измерение за пределами обычного 4-мерного пространства и времени.

В 1926 году шведский физик-теоретик Оскар Клейн предложил квантовую интерпретацию пятимерной теории Калуцы. В расширении Клейна пятое измерение было скрученным, микроскопическим и могло принимать форму круга с радиусом 10 -30 см. В 1930-х годах Эйнштейн и его коллеги из Принстона предприняли работу над теорией поля Калуцы. К 1940-м годам теория была официально завершена и получила название теории Калуцы-Клейна.

Работа Калуцы и Клейна предсказала появление теории струн (СТ), которая впервые была предложена в 1960-х годах. К 1990-м годам появилось множество интерпретаций, в том числе теория суперструн, петлевая квантовая гравитация, М-теория и супергравитация. Каждая из этих теорий предполагает существование «дополнительных измерений», «гиперпространства» или чего-то подобного.

Подводя итог, ST утверждает, что точечные частицы физики элементарных частиц на самом деле являются одномерными объектами, называемыми «струнами».На расстояниях больше масштаба струны они напоминают обычные частицы, хотя их масса, заряд и другие свойства определяются колебательным состоянием струны. В одном состоянии струна соответствует гравитону, который и вызывает гравитацию.

Источник: НАСА

Теория суперструн, вариация на ST, требует существования 10 пространственно-временных измерений . К ним относятся четыре измерения, очевидные для нас (длина, ширина, глубина, время) и еще шесть, которые не являются таковыми.

Эти дополнительные шесть измерений свернуты в компактное пространство. По порядку струнной шкалы (10 -33 см) мы не смогли бы напрямую обнаружить наличие этих дополнительных измерений, потому что они слишком малы.

Согласно теории, пятое и шестое измерения имеют дело с возможными мирами, которые начались с одинаковых начальных условий.

Пятое измерение охватывает миры с немного отличными от нашего исходами, в то время как шестое — это место, где будет видна плоскость возможных миров.Седьмое измерение — это место, где можно увидеть возможные миры, которые начинались с разных начальных условий, а затем бесконечно разветвлялись — поэтому для их описания используется термин «бесконечность».

Восьмое измерение аналогично дало бы нам плоскость этих «бесконечностей», тогда как в девятом измерении можно было бы увидеть все возможные Вселенные и законы физики. В десятом измерении доступно все, что возможно с точки зрения космической эволюции.Кроме того, живые существа, являющиеся частью пространственно-временного континуума, ничего не видят.

М-теория, объединяющая пять различных теорий суперструн, постулирует существование 11 измерений — десяти пространственных и одного временного. Этот вариант теории суперструн считается привлекательным из-за явлений, которые он предсказывает. Во-первых, М-теория предсказывает существование гравитона, что согласуется с теорией струн в целом и предлагает объяснение квантовой гравитации.

Он также предсказывает явление, похожее на испарение черной дыры, когда черные дыры излучают «излучение Хокинга» и со временем теряют массу. Некоторые вариации теории суперструн также предсказывают существование мостов Эйнштейна-Розена. «червоточины». Другой подход, Loop Quantum Gravity (LQG), утверждает, что гравитация полностью отличается от других фундаментальных сил и что само пространство-время состоит из квантованных дискретных битов в виде крошечных одномерных петель.

Некоторые версии теории супергравитации также продвигают 11-мерную модель пространства-времени с 4 общими измерениями и 7 гиперпространственными измерениями.Существует также «теория бран», согласно которой Вселенная состоит из многомерных вибрирующих «мембран», обладающих массой и зарядом и способных распространяться в пространстве-времени.

На сегодняшний день нет никаких экспериментальных доказательств существования «дополнительных измерений», «гиперпространства» или чего-то еще, кроме четырех измерений, которые мы можем воспринимать.

Почему мы их не видим?

Увы, вопрос остается. Если для того, чтобы законы физики имели смысл, необходимы дополнительные измерения, почему мы не можем подтвердить их существование? Есть две возможности: во-первых, то, что мы думаем, что знаем о физике, неверно, или, во-вторых, измерения пространства-времени за пределами 4D, которые мы воспринимаем, настолько тонкие или крошечные, что они невидимы для наших текущих экспериментов.

На первый взгляд, первый вариант кажется маловероятным. В конце концов, продолжающиеся эксперименты с частицами, подобные тем, которые проводились на Большом адронном коллайдере (БАК), подтвердили правильность Стандартной модели физики элементарных частиц. Точно так же общая теория относительности была подтверждена много раз с тех пор, как Эйнштейн официально предложил ее в 1915 году. эксперименты.Хорошо изученная возможность заключается в том, что измерения «свернуты» в крошечных масштабах, а это означает, что их свойства и влияние на пространство-время можно измерить только на субатомных уровнях.

Другой возможностью является «компактификация», когда определенные измерения являются конечными или временными по своей природе. Короче говоря, эта теория утверждает, что скрученные измерения становятся очень маленькими или смыкаются друг с другом, образуя круги. Если это так, то шесть дополнительных измерений, вероятно, примут форму многообразия Калаби-Яу (это формы, которые удовлетворяют требованию, необходимому для шести “невидимых” пространственных измерений теории струн).

Для астрофизиков и физиков-теоретиков компактификация и представление о крошечности дополнительных измерений объясняет, почему Вселенная все еще существует спустя миллиарды лет после ее возникновения. Если бы эти размеры были больше, в них было бы достаточно материи, чтобы вызвать гравитационные коллапсы и образование черных дыр (которые поглотили бы остальную часть Вселенной).

Тот факт, что космос по прошествии 13,8 миллиардов лет все еще существует и не проявляет признаков разрыва на части, позволяет предположить, что эта теория верна.С другой стороны, в этих дополнительных измерениях законы физики могут действовать иначе. В любом случае, остается без ответа вопрос о том, как мы можем наблюдать и изучать их.

Как их найти?

Итак, если Вселенная действительно имеет дополнительные измерения, невидимые для нас, как мы собираемся найти доказательства их существования и определить их свойства? Одна из возможностей — искать их с помощью экспериментов по физике элементарных частиц, подобных тем, которые проводятся Европейской организацией ядерных исследований (ЦЕРН) — операторами БАК — и другими лабораториями ускорителей частиц.

В ЦЕРН ученые разгоняют частицы до высоких энергий, прежде чем столкнуть их вместе и измерить получившийся каскад субатомных частиц. Детекторы собирают сведения о частицах, такие как их скорость, масса и заряд, которые можно использовать для определения их личности.

Теории, связанные с дополнительными измерениями, предсказывают, что должны существовать более тяжелые версии стандартных частиц, возвращающихся со все более и более высокими энергиями по мере того, как они перемещаются в меньших измерениях. Они будут иметь те же свойства, что и стандартные частицы (и поэтому будут видны детекторам, подобным тем, что установлены в ЦЕРНе), но с большей массой.Если бы доказательства этого были обнаружены, это могло бы свидетельствовать о наличии дополнительных измерений.

Другой способ — оглянуться во времени на период, известный как «Космический рассвет», примерно через 100–500 миллионов лет после Большого взрыва, когда сформировались первые звезды и галактики. Даже если дополнительные измерения сегодня незаметны для обнаружения, они с самого начала повлияли бы на эволюцию Вселенной.

На сегодняшний день астрономы не могут заглянуть так далеко в прошлое, поскольку ни один телескоп не обладает достаточной чувствительностью.Это изменится в ближайшем будущем благодаря инструментам следующего поколения, таким как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), римский космический телескоп Нэнси Грейс (RST), Чрезвычайно большой телескоп (ELT) и Гигантский Магеллан. Телескоп (GMT).

Источник: Suvendu Giri

Это хорошо совпадает с существующими обзорами темной материи и темной энергии, которые наблюдают за ранней комической историей в надежде измерить их влияние на космическую эволюцию.Поскольку некоторые теоретики предполагают, что существование дополнительных измерений может помочь объяснить «Темную Вселенную», эти наблюдения могут раскрыть сразу несколько загадок.

Этот двойной подход мало чем отличается от нашего нынешнего понимания Вселенной, которое ученые могут понять только одним из двух способов — в наибольшем (GR) и наимельчайшем из масштабов (QM).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.