О нашем мире, просто и интересно. Пятое измерение и постоянство законов физики.⁠⁠

Изначально хочу сказать спасибо за комментарий в предыдущем посте по поводу тетракуба. Его длину следует взять равной 299792458м (столько свет проходит за секунду). Это будет верно для куба любого объема чтобы он стал правильным.

А теперь к делу. И не критикуйте особо картинки, сам в пейнте рисовал большинство).

Хотелось бы начать с краткого повторения первого поста, так как это необходимо для понимания последующих рассуждений.

Для начала разделим понятия «измерение» и «n-мерный мир». Измерением мы называем прямую (координатную ось), такую что всем точкам можно поставить в соответствие точки на этой прямой. Например, измерениями можно назвать оси в координатной плоскости. N-мерный мир обозначает мир, в котором каждой его точке можно приписать всего n координат, то есть имеющий n измерений.

Рассмотрим нульмерный мир – точку, не имеющую координат. Если поставить бесконечное число нульмерных в ряд, получится линия – одномерный мир, имеющий длину. В нем Каждому нульмерному миру будет соответствовать координата в первом измерении. Повторим, одномерный мир состоит из БЕСКОНЕЧНОГО количества нульмерных миров.

Теперь рассмотрим плоскость – двумерный мир. Его можно представить в виде БЕСКОНЕЧНОГО количества линий (одномерных миров), причем они могут быть как параллельны, так и пересекаться под разными углами.

Как уже очевидно, пространство состоит из плоскостей, которые также могут быть параллельны, перпендикулярны или пересекаться под разными углами. Все эти миры просты и понятны нам.

Но что мы можем сказать о четырехмерном мире? Как мы уже выяснили, он должен состоять из множества трехмерных миров, из множества пространств. А теперь подумаем о том, что в каждый момент времени пространство меняется. Каждое мгновение пространство уже новое, хотя и похожее на предыдущее. Таким образом, мы можем говорить, что живем в ЧЕТЫРЕХМЕРНОМ мире, так как в течение жизни мы проходим БЕСКОНЕЧНОЕ количество пространств, которые сменяют друг друга в течение времени. Время же будет четвертым измерением этого мира, ведь каждому пространству мы может поставить в соответствие временную координату. Вроде бы тоже не сложно. Идем дальше.

Исходя из этой логики, пятимерный мир должен состоять из множества четырехмерных миров. Тут-то мы уже не можем представить это сходу, нужен анализ посложнее.

Популярные сейчас стандартная модель и теория суперструн делит измерения на пространственные и временные. Современная М-теория говорит о существовании 10 пространственных измерений. Дело даже не в непонимании идеологами теории струн СУТИ измерений и многомерных миров, не в том, что их почему-то 10, а в том, что оно говорит, что «скрученные» измерения имеют ПРОСТРАНСТВЕННУЮ ПРОТЯЖЕННОСТЬ, отличную от нуля. Получается, что координата в этих измерениях зависит от координаты в трех измерениях. Это вообще противоречит тому, что измерения должны быть не связаны между собой, и что можно передвигаться в одном из них, оставаясь неподвижным в других. Это хорошая попытка объяснить строение мира, но она слишком сложна, уравнения теории струн иногда не в состоянии решить даже суперкомпьютеры, а суть исследований сводится к тому, что на основе уже действующих законов выяснить ФОРМУ свернутых измерений, чтобы с помощью этой форму объяснить эти же законы.

Что такое четырехмерный мир? Это весь мир, в котором мы живем, который был задолго до существования человечества и будет существовать еще неизвестно сколько, который длится от так называемого «Большого взрыва» и уходит в бесконечность (есть мнения, что пространственно вселенная ограничена, пока не будем затрагивать этот вопрос) и вечность. Если пятимерный мир состоит из множества четырехмерных миров, это означает, что оно состоит из параллельных или пересекающихся с нашим миров.

У природы существуют законы, которые, как мы знаем, неизменны. То есть если взять пространство из нашего четырехмерного мира в какой-нибудь ранний момент времени (пусть это будет момент Т), и двигаться вперед по временному измерению, используя данные законы, мы ВСЕГДА получим то пространство, в котором мы сейчас находимся. Даже все наши мысли и действия обусловлены химическими и электростатическими реакциями в нашем мозге, которые работают по тем же законам, по которым работают все взаимодействия во вселенной.

Но что будет, если в момент времени Т мы применим другие законы, например, всего лишь изменив то, что гравитационное взаимодействие заставляет массы не СБЛИЖАТЬСЯ, а ОТТАЛКИВАТЬСЯ, а остальные законы оставим неизменными. Тогда, следуя по времени вперед, мы получим совершенно другой мир, в котором может не быть человечества вообще, а если возникнут разумные формы жизни, они будут стараться объяснить, почему все тела отталкиваются точно так же, как мы пытаемся объяснить, почему они притягиваются. Благодаря такому мысленному эксперименту, мы представили другой четырехмерный мир, который ПЕРЕСЕКАЕТСЯ С НАШИМ в точке с координатой Т в четвертом измерении.

Рассмотрим пересекающиеся плоскости. Чтобы они пересеклись, они должны находится в ПРОСТРАНСТВЕ (в трехмерном мире), сами они двумерные, а пересекутся они по ЛИНИИ, по одномерному миру.

Так же и четырехмерные миры, находясь в пятом, могут (чисто теоретически) пересекаться по трехмерным мирам. То есть, используя различные законы из различных трехмерных положений мы можем с течение времени прийти к ОДНОМУ И ТОМУ же трехмерному миру. Например, если сбросить ядро с башни и выстрелить ядром из бойницы в этой башне, в какой-либо момент времени (не обязательно один и тот же для двух случаев) оба ядра будут находится в одном и том же положении, несмотря на то что изначально они находились в разных положениях и к ним были применены разные силы.

Что интересно, сама плоскость, если она «изогнута», может пересечься сама с собой (мы можем говорить об абсолютной несгибаемости плоскостей трехмерного мира ровно в той же степени, в какой можем говорить об их сгибаемости, мы ничего об этом не знаем).

Если из двух разных пространств с разными законами взаимодействий мы, двигаясь вперед по четвертому измерению (времени), НИКОГДА не сможем получить тот момент, когда оба пространства будут абсолютно одинаковы, то такие четырехмерные миры будут ПАРАЛЛЕЛЬНЫ. Таких миров будет также бесконечно много, как и пересекающихся. Чтобы увидеть все эти варианты наглядно, спустимся на 3 порядка ниже в измерениях. Тогда пятое измерение будет плоскостью, четвертое – линией (заметьте, не прямой), а третье – точкой.

В 1 примере есть 2 параллельных четырехмерных мира. Во втором примере 2 мира пересекаются в точке (в нашем случае, четырехмерные миры имеют одну одинаковую пространственную структуру в определенный момент времени). В третьем же примере существует мир, который бесконечно переходит сам в себя благодаря его законам, да еще и пересекается с другим в двух точках.

А теперь подумайте над примером четырехмерного мира, который будет абсолютно всегда идентичен нашему, но в котором будут действовать совсем другие законы физики. На первый взгляд, это невозможно, ведь если взять один и тот же трехмерный мир и применить к нему разные законы, мы получим совершенно разные четырехмерные измерения. Но такой пример существует. Достаточно просто в НАШЕМ четырехмерном мире двигаться не вперед во времени, а назад. Очевидно, то каждому положению пространства в таком мире будет соответствовать пространство в нашем привычном мире.

А теперь рассмотрим некие постулаты, которые будут наблюдаться в этом новом мире, который тождественно равен нашему. Возьмем, к примеру, четыре положения из современного мира, которые признаны большинством физиков:

1) Вселенная увеличивается

2) Гравитация заставляет тела притягиваться

3) Тело, на которое не воздействуют силы, сохраняет инерционное движение

4) Чтобы разорвать связь, нужно потратить энергию, а когда связь создается, энергия высвобождается

А теперь сопоставим каждому положению из нашего мира положение тождественного нашему мира, где время течет наоборот

1) Вселенная будет сужаться, так как мы идем вниз во времени

2) С гравитацией все не так очевидно. Например, если кинуть шар с самолета, он будет все быстрее и быстрее лететь к земле, а потом придет в положение покоя на земле. Рассмотрим этот процесс наоборот во времени. Шар под воздействием гравитации сначала из положения покоя резко взлетает, и с набором высоты все медленней и медленней летит вверх. Из этого мы можем сделать вывод, что в мире, противоположном нашему, гравитация заставляет тела отталкиваться. Но тогда посмотрим на человека, идущего в магазин. Если посмотреть на этот процесс в обратную сторону, то человек так же будет идти из магазина, ПРИТЯГИВАЯСЬ к земле, и не отлетая от нее под действием гравитации. То есть в этом случае гравитация заставляет тела ПРИТЯГИВАТЬСЯ. Из двух ситуаций мы получили совершенно разные выводы, из чего следует, что законы в этом мире будут не противоположны нашему, они просто будут ДРУГИМИ, не полярно противоположными.

3) Рассмотри полет камушка в космосе. Если представлять этот процесс наоборот, то камушек так же будет лететь в космосе. Этот закон СОХРАНЯЕТСЯ в противоположном нашему мире.

4) Представим, что каратист разбивает кирпич. Он тратит энергию, чтобы разрушить внутреннюю связь кирпича. Рассмотрим этот процесс в обратную сторону: кирпич собирается в единое целое и каратист получает энергию. Получили тот же самый закон, в котором при образовании связи освобождается энергия. Этот закон также сохраняется.

Таким образом, в новом мире некоторые законы нашего мира сохраняются (3,4) некоторые меняются на противоположные (1), а некоторые преобразуются в такие, которые мы не можем сходу описать (2). Если бы в таком мире существовала цивилизация, то она бы постаралась найти и скорее всего нашла бы объяснение всем этим процессам, но для нас это не принципиально. Такие четырехмерные миры, в которых из разных положений с разними законами мы будем получать одни и те же структуры пространства, мы будем называть СОВПАДАЮЩИМИ.

Таким образом, пятое измерение – это ЗАКОНЫ ФИЗИКИ. И действительно, в стандартной системе координат все оси должны быть перпендикулярны. Тогда каждой точке в пятимерном мире мы действительно можем поставить в соответствие 3 пространственных координаты, одну временную, а также пятую координату, которая будет обозначать ЗАКОНЫ, которые приложены к этой точке. Заметим, что некие парадоксы, которые особо внимательные могут найти в такой системе координат, возникают по причине НАПРАВЛЕННОСТИ нашего четырехмерного мира (время для нас идет вперед, а замедлить его путем огромной пространственной скорости нет возможности у большинства из нас).

Еще более внимательные могут сказать, что сами законы можно разбить на бесконечно большое количество измерений. Например, каждой силе взаимодействий из бесконечно возможного количества этих сил можно поставить в соответствие бесконечно большое направление воздействий. Затем каждому набору силы и направления можно поставить в соответствие бесконечное число возможных элементарных частиц. Так и наоборот, каждому набору элементов соответствует бесконечность направлений, а каждому направлению бесконечность сил и т.д. Таким образом, мы можем выделить вместо пятого измерения бесконечное количество измерений, независимых друг от друга.

Что может объяснить эта теория? Она может объяснить то, что законы физики не откуда не взялись. Они просто такие, какие они есть, есть бесконечно большое количество комбинаций других законов в других мирах, к которым, может, с помощью технологий, а может и с помощью эволюции, человечество когда-нибудь получит доступ.

Задавайте свои вопросы! Любая критика приветствуется кроме "ты неправ, а я прав, и вообще, все не так". Следующая статья будет о теории бесконечной вложенности материи, будет довольно интересно)