Літій-іонні батареї, створені зі скла б/в пляшок, вміщають в 4 рази більше енергії
5 Травня , 2017
Компанія HTC запустить на орбіту перший в історії VR-супутник
5 Травня , 2017

Як би змінився Всесвіт зі ще одним виміром?

Що змінилося б, якби було не тільки три просторових і один часовий вимір? Уявіть, якщо можете, здатність рухатись в додатковому напрямку: крім вгору-вниз, північ-південь, захід-схід. Що існує незалежний напрямок за межами наших умовних понять осей x, y і z. І уявіть, що ви єдиний у світі, хто може отримати доступ до цього четвертого виміру. Кому-небудь в нашому тривимірному світі здалося б, що ви вмієте робити дивні і незвичайні речі, які в деякому сенсі роблять вас богоподібним:

  • можете переміщатись з одного місця в інше, зникаючи в одному місці й з’являючись де-небудь ще;
  • можете пересувати або видаляти внутрішні органи людей, робити операції, не розкриваючи тіла;
  • можете прибирати кого завгодно з тривимірною всесвіту, поміщаючи в якесь інше місце за вашим бажанням.

Як це можливо? Точно так само, як ви — тривимірна істота — взаємодієте з двомірним всесвітом.

Ви будете такі ж богоподібні, як і дитина з різнокольоровими олівцями або фломастерами. З точки зору нашого додаткового (третього) просторового виміру, ми можемо забиратись всередину будь-якої двомірної істоти і переміщати її в її середовищі, не вирізаючи. Можемо вивернути назовні, поміняти місцями право і ліво. Можемо «вийняти» її з її всесвіту і помістити в інше місце.

І якщо ми самі, будучи тривимірними істотами, вирішимо потрапити в двовимірний всесвіт, ми будемо виглядати дуже дивно, оскільки вони можуть бачити тільки «двовимірні зрізи» нас у певний момент. Рухаючись зверху вниз по їх зрізу простору:

  • спершу ми з’явимось у вигляді двох відбитків ніг;
  • потім з’явиться два кола;
  • ці кола будуть рости, поки не стануть овалами;
  • потім з ними з’явиться ще кілька кружечків (пальці);
  • ці кружечки переростуть у великі кола (руки, кисті) разом з овалом;
  • все це зіллється в одну велику секцію в плечах;
  • потім стиснеться і зникне з головою.

На щастя, в нашому Всесвіті немає чотиривимірних істот, тому що їх було б не відрізнити від божественних істот, що грають з фізикою. Але що, якщо замість того, щоб ми були істотами більш високого вимірювання, сам Всесвіт мав би більше вимірів, ніж зараз? Варто відзначити, що це цілком можливо. Було показано, що в минулому у Всесвіті могло бути більше вимірів.

У контексті загальної теорії відносності досить нескладно побудувати простір-час, в якому кількість «великих» (тобто макроскопічних) вимірювань змінюється з часом. Ми не тільки могли мати великий додатковий вимір у минулому, але і в майбутньому теж, або взагалі можна створити постійно мінливий простір-час, в якому ця кількість постійно змінюється.

Фізичні наслідки цього неймовірні: у нас може бути Всесвіт, в якому з’являється четвертий додатковий просторовий вимір.

На що це буде схоже? Зазвичай ми не замислюємось про це, але чотири фундаментальні взаємодії — гравітація, електромагнетизм і дві ядерні сили мають певні сили та властивості, тому що існують в тій кількості вимірювань, що є у нашому Всесвіті. Якщо ми знизимо або підвищимо кількість вимірювань, зміниться, наприклад, розташування ліній силового поля.

Було б катастрофою, якби електромагнетизм або ядерні сили змінилися миттєво, оскільки атоми або атомні ядра розпалися б, змінились в розмірах або утворили б абсолютно хаотичну структуру або пов’язані структури (наприклад, людей), яка від них залежить.

Давайте розглянемо атом, в якому електрони рухаються по орбіті зарядженого ядра або всередині атома в самому атомному ядрі. Ядра і сформовані з них атоми являють собою будівельні блоки для всієї матерії, яка складає наш світ, і вони знаходяться в надзвичайно малих масштабах: ангстреми для атомів (10-10 м), фемтометри (10-15) для ядер. Якщо дозволити цим силам «витекти» в інший просторовий вимір, що вони могли би зробити, коли цей вимір досягне досить великого розміру?  закони сил, які ними керують, теж зміняться.

Загалом, у цих сил буде більше «простору» для розповсюдження, а значить, вони швидше будуть слабшати з пройденою відстанню, якщо вимірів буде більше. Для ядер ця зміна може бути не такою вже поганою: розміри ядер будуть трохи більшими, стабільність деяких ядер зміниться, вони або стануть радіоактивними, або стабільними. З цим не так погано. Але електромагнетизм може бути дуже проблематичним.

Уявіть, що сталося б, якби раптово сили, які пов’язують електрони з ядром стали слабшими. Якби змінилась сила цієї взаємодії. Ви про це не замислюєтесь, але на молекулярному рівні єдине, що тримає вас разом, це відносно слабкі зв’язки між електронами і ядрами. Якщо ви зміните цю силу, ви зміните конфігурації. Ферменти денатурують білки змінять форму, ДНК не буде кодувати молекули, які має кодувати.

Іншими словами, якщо б електромагнітна сила змінилась, тому що ця сила проникла у великий, четвертий просторовий вимір, який досяг масштабів ангстреам або близький до нього, тіла людей миттєво згорнуться, і вони помруть.

Але не все втрачено. Існує безліч моделей, в основному натхнених теорією струн, де ці сили, електромагнітні та ядерні, обмежені трьома вимірами. Тоді тільки гравітація зможе переміщатись по четвертому виміру. І це значить, що коли б четвертий вимір з’явився і збільшився в розмірах (а отже, і в його ефекті), гравітація почала б витікати в цей додатковий вимір. І, об’єкти будуть відчувати менше тяжіння, ніж ми звикли.

Це призвело б до появи низки дивних ознак.

Спочатку астероїди — які обертаються, міцно зчепившись разом, — розсиплються, оскільки гравітації буде недостатньо, щоб утримати ці породи і камені. Комети, підходячи близько до Сонця, будуть випаровуватись швидше і отримають вражаючі хвости. І якщо четвертий вимір виросте досить великим, гравітаційні сили на Землі серйозно знизяться, і наша планета стане більшою, особливо по екватору.

Люди, які живуть біля полюсів, відчують, як зменшилась сила тяжіння, а люди, які живуть біля екватора, ризикують бути викинутими в космос. На макрорівні знаменитий закон тяжіння Ньютона — закон зворотних квадратів — раптово стане законом зворотних кубів, так що сила тяжіння буде значно слабшою зі збільшенням відстані.

Якби вимірювання збільшилось до розміру відстані від Землі до Сонця, фактично все в нашій Сонячній системі стало б непов’язаним. Якщо б це тривало не більше декількох днів у році — навіть якщо гравітація поверталася в норму через 50 тижнів — наша Сонячна система повністю розвалилася б всього за сто років.

У нас були б періоди на Землі, коли ми не тільки отримували б можливість рухатись в «додатковому» напрямку через простір, крім вперед-назад, вгору-вниз, вправо-вліво, але і коли властивості гравітації сильно змінювалися б і не в кращу сторону. Хоча змагання зі стрибків у висоту і в довжину стали б дивовижними, наслідки для нашої стабільної системи були б апокаліптичними.

Додатковий вимір, поки він залишається в досить малих масштабах, буде практично непомітним, особливо якщо електромагнетизм залишиться обмеженим нашими трьома вимірами. Але дозвольте четвертому просторовому виміру вирости досить великим, щоб ми могли рухатись через нього… І тоді сама планета, зірки, галактики і цілий Всесвіт опиняться під загрозою. Навіть дуже короткий час перебування в цьому вимірі буде ні на що не схожим.

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: 
Inline
Inline