Пятимерное существо
итак почитав комментарии по моим вопросам в предыдущих моих темах. я долго размышлял. и хочу задать ещё вопрос для ещё больших размышлений. Что есть пятимерное существо?
итак почитав комментарии по моим вопросам в предыдущих моих темах. я долго размышлял. и хочу задать ещё вопрос для ещё больших размышлений. Что есть пятимерное существо?
Не раз уже говорил насчёт этой темы, вот опять в голове засела и много разных идей и мыслей. Что для вас есть 4 измерение? Если вкратце (да уже, наверное, все знают), то это отсутствие понятия время, как такового. То есть не то, чтобы оно вообще отсутствовало, а наше существование находилось в самой временной петле. Для нас время - ресурс, а там оно - бесконечно и ты существуешь в любой момент времени.
Итак, соберу несколько мыслей в кучку. Основной вопрос : Как же представить нечто, что может существовать везде и как можно представить это "везде" ( ну как, если вдаваться в подробности, то не везде, ведь есть ещё 5е измерение, где мы ещё в любом из вариантов исходов событий можем существовать,а тут только временные рамки учитываем) ?
Пожалуй будем отталкиваться от того, что для нас основа всего - это время. Что либо делая, мы движемся во времени. Это наша платформа. Шаг назад - это перемещение в пространстве. А что же в 4 измерении является ценным ресурсом? (Ценным как время и рутиной, как перемещение?) Платформа для существования, как для нас перемещение, для них это "перемотка времени на часах". Ты пошёл в макдак - он в 13 век.
Вот что дальше, тут уже очень сложно, ведь что может быть для нас ценнее, чем время? Для 4 измерения ценность несёт уже нечто, которое показывает разные возможные исходы одного и того же события. То есть перемещаясь во времени в 4 измерении , мы тратим варианты исходов событий момента времени в котором находимся. Вроде как и сформулировал, но понять до конца сложно.
Теперь перейдём к существованию. Определился с тем, что существование не материально, то есть существует только создание и форма непонятна. Пожалуй, один из самых сложных вопросов, потому как существа из двумерного пространства нас тоже не могут представить, однако, рассмотрим такой парадокс, как лента Мебиуса. Существо из 2 измерения попадает в 3е, частично. Ведь в двумерном нельзя оказаться в одной и той же точке! Но это видим только мы, из 3 измерения, то есть без вмешательства никак ( это только представьте, вы идёте по дороге один, навстречу вам - вы же, только с другом идёте - вот тут стычка, встретиться с самим собой, только тогда вы окажетесь в 4 измерении.
Исследователи из Института гравитационной физики Общества Макса Планка (Германия) обнаружили, что скрытые измерения, которые предсказывает теория струн, могут оказывать влияние на гравитационные волны. В статье, представленной в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, ученые рассматривают последствия этих воздействий на рябь пространства-времени.
Впервые гравитационные волны были зафиксированы обсерваторией LIGO в сентябре 2015 года. Теперь похоже, что с их помощью физики могут не только исследовать черные дыры и другие экзотические астрофизические объекты, но и понять саму гравитацию. «По сравнению с другими фундаментальными силами, такими как, например, электромагнетизм, гравитация крайне слаба. Причина этого, возможно, кроется в том, что она взаимодействует более чем с тремя измерениями в пространстве и одним измерением времени», – рассказывает Дэвид Анриот, ведущий автор исследования.
Дополнительные измерения.
Дополнительные измерения скрыты, потому что очень малы. Они являются неотъемлемой частью теории струн – одного из перспективных кандидатов на роль теории квантовой гравитации. Теория квантовой гравитации объединяет квантовую механику с Общей теорией относительности и объясняет, что происходит, когда задействованы очень большие массы на очень малых расстояниях, например, внутри черной дыры или при Большом Взрыве.
«Физики искали дополнительные измерения на Большом адронном коллайдере, но это не дало никаких результатов. Однако, детекторы гравитационных волн могут предоставить экспериментальные данные», – сказал Густаво Лусена Гомес, соавтор исследования.
Исследователи обнаружили, что дополнительные измерения должны оказывать два разных эффекта на гравитационные волны: они будут изменять «стандартные» гравитационные волны и будут вызывать дополнительные волны на частотах выше 1000 Гц. Пока наблюдение второго маловероятно, поскольку существующие наземные детекторы недостаточно чувствительны на высоких частотах.
С другой стороны, дополнительные измерения могут повлиять на то, как «стандартные» гравитационные волны растягивают и сокращают пространство-время. Эффект, по мнению ученых, может быть обнаружен при использовании более одного детектора. Поскольку детектор Virgo вскоре присоединится к двум детекторам LIGO, предположение о скрытых измерениях можно будет проверить уже в ближайшие пару лет.
По материалам: in-space
В детстве смотрел фильм, но в силу возраста не осознавал всей сути фильма. И вот сейчас вспоминаю только отрывки. В сути фильма лежит идея многомерности мира. Мы можем свободно перемещаться в трех измерениях, четвертое - время, доступно лишь как точка - настоящее. (кому интересна полная теория могу найти видосики на эту тематику) И так, что было конкретного в фильме. Несколько подростков изучали библию с научной точки зрения. Искали в ней ответы на научные вопросы и таки нашли. Один из них был в инвалидном кресле и в один момент как я понял он смог открыть многомерность мира, встал из коляски, усовершенствовал компьютер, в общем получил супер силы, но нет, просто он научился перемещаться по более высоким измерениям, что для нас кажется сверхсилой. Фильм малобюджетный, но гениальный. Всю бошку себе сломал, не могу вспомнить. Реально год уже периодически мучаю себя. На рейтинг по барабану, главное вспомнить.
Группа астрофизиков поставила под сомнение точность определения расстояний до квазаров — ярких активных ядер галактик. Пересмотр методики вычислений расстояний по спектральным линиям позволит лучше разобраться в структуре Вселенной, открыть новые закономерности ее эволюции и, возможно, обнаружить неизвестные еще скопления галактик.
Определение расстояний в космосе — это очень нетривиальная задача. И если расстояния до планет Солнечной системы нам хорошо известны (а расстояние до Луны и вовсе измерено лазерным дальномером с точностью до двух сантиметров), то все, что находится дальше Плутона достаточно неопределенно. «Неопределенно» не значит, что астрономы пускают всем пыль в глаза и с потолка берут свои мегапарсеки и световые года. Это значит, что расстояния определяются с точностью до модели, которая используется в каждом конкретном случае.
Например, при измерении расстояния с помощью параллакса модель подразумевает абсолютное точное знание орбиты Земли. Такой метод хорош для объектов, удаленных от нас не больше чем на 300 световых лет. Дистанция до Цефеид, переменных звезд особого типа, известна нам настолько хорошо, насколько мы знаем физические характеристики этих звезд: как период изменения яркости зависит от размеров и массы звезды. Таким методом можно найти расстояние до галактик, отстоящих от нас на 10 миллионов световых лет. При измерении расстояний до более удаленных галактик по так называемым «стандартным свечам», то есть сверхновым определенного типа, мы подразумеваем, что физики точно посчитали энергию, которая выделяется при взрыве. Значит, мы можем, сравнивая видимый нам блеск сверхновой и ее действительную энергию взрыва, определить, как далеко она от нас.
Определение расстояния с помощью параллакса
Познать суть параллакса очень легко: вытяните большой палец руки перед собой и посмотрите на него сначала правым, затем левым глазом. Видите, как сместился палец относительно какого-нибудь более далекого объекта, вроде дверного косяка или машины в окне? Это произошло потому, что ваши глаза отстоят друг от друга на какое-то расстояние. Точно так же и звезда на небе будет "блуждать" отсносительно какого-нибудь удалённого объекта (вроде другой галактики), если посмотреть на нее допустим, 1 июля, а затем 1 января. За полгода Земля пройдёт ровно половину своей орбиты и окажется максимально далеко от места первого наблюдения - параллакс наблюдаемой звезды будет максимальным. Теперь применим простейшую тригонометрию: зная радиус земной орбиты (катет) и угол, на который сдвинулась звезда (прилежащий угол) легко можно найти гипотенузу (то самое расстояние до звезды). Это может сделать и школьник и всё, что для этого нужно - максимально точное измерение смещения звезды.
То же самое происходит и с более далекими объектами, на движение которых уже оказывает влияние расширение Вселенной.
Статья группы ученых под руководством Келли Денней из университета Огайо направлена для публикации в Astrophysical Joural и поднимает важную тему систематических ошибок при определении расстояний до квазаров на больших красных смещениях.
Квазар в представлении художника. Виден аккреционный диск, поток вещества, улетающий от квазара в виде джета и яркое пятно в центре, где находится сверхмассивная чёрная дыра
Дело в том, что современные телескопы стали настолько совершенными, что мы можем видеть множество очень далеких (а значит и старых) объектов, однако определение расстояния до них до сих пор вызывает большие сложности. Мы не можем определить их с помощью параллакса — для этого они слишком далеки. И по видимому блеску сверхновых тоже — такие события происходят редко и мы не можем постоянно следить за миллионами известных галактик.
Однако, выход нашелся. И все благодаря эффекту Доплера: чем быстрее объект летит от нас, тем сильнее все его излучение сдвигается в сторону красной части спектра (отсюда и пошел термин «красное смещение»). Измерить смещение всего излучения трудно, да зачастую и не нужно. В этом излучении присутствуют яркие отдельные спектральные линии (как поглощения, так и излучения), по смещению которых относительно лабораторных значений можно определить, с какой скоростью движется объект, а значит, как далеко он от нас. Ведь как доказал еще Эдвин Хаббл, из-за расширения Вселенной чем объект дальше от нас, тем быстрее он удаляется.
Проект SDSS, один из самых востребованных среди астрофизиков обзоров неба, измерил с 2000 года спектры 370 000 квазаров. Измерил и выложил в открытое пользование обработанную информацию о них, в том числе красное смещение. Профессор Денней утверждает, что часть этих красных смещений определена со значительной погрешностью. Суть метода команды SDSS в том, что определить смещение каждой спектральной линии квазара очень сложно и этот процесс сопряжен с различными ошибками, поэтому из многих спектров было составлено лекало «идеального квазара», с которым сравнивался каждый новый объект. При работе с таким большим количеством информации (370 тысяч квазаров!) такой подход оправдан, да и для целей проекта нестрашна погрешность в несколько тысяч километров в секунду (напомним, что чем дальше от нас объект, тем быстрее он удаляется, а значит скорость в данном контексте пропорциональна расстоянию). Однако, данными обзора SDSS начали пользоваться другие научные группы для своих целей (вроде поиска новых скоплений галактик), где определение точного красного смещения жизненно необходимо.
И тут обнаружилось, что подобные лекала не так уж хороши. Дело в том, что спектральные линии не образуются в одном месте, где-нибудь в центре квазара. Часть из них (вроде линии углерода C IV) действительно идет из самого центра, где фотоны выбрасываются вместе с веществом в ходе аккреции на сверхмассивную черную дыру. И это плохо, потому что движение излучающего вещества по направлению к нам сдвигает спектральную линию в синюю часть спектра, мешая нам определить истинное расстояние до объекта.
Другие линии (вроде линии кальция Ca II, водорода или калия) могут идти из звездного населения галактики и, вроде, прекрасно подходят для измерения расстояний. Однако на больших красных смещениях они уходят в инфракрасную область, где качество наблюдений у телескопов резко падает. Часть линий, такие как линии Лайман-α или магния Mg II, могут стать шире из-за эффекта самопоглощения, а чем линия шире, тем сложнее определить ее сдвиг относительно эталона.
К этому надо добавить, что излучение активного ядра галактики, звезд, сверхновых, газа и всего того, что ведет такую буйную жизнь в галактике, накладывается друг на друга, затмевая, уширяя, заново поглощая различные линии, и это только усложняет жизнь астрофизикам. Поэтому классический подход с лекалами, хоть и был изначально оправдан, уже с 2010 года был заменен «лестничными лекалами», когда для каждого диапазона красных смещений были созданы свои шаблоны. Это позволило чуть улучшить определение расстояний до объектов, но все еще не было идеальным подходом.
В новой работе профессор Денней изучила данные 482 квазаров на больших красных смещениях (z > 1.46), для которых есть надежные спектры двух линий: ионизированного кислорода (обозначается O II) и одной из компонент линии ионизированного гелия (He II). Спектральная линия кислорода λ3727 образуется вдали от «центральной машины» квазара и может служить надежным маркером для определения расстояния. Линия гелия, напротив, очень сильно зависит от свойств конкретного квазара и может сдвигаться в ту или иную сторону в зависимости от массы черной дыры, темпа аккреции на нее вещества, плотности среды и прочих факторов.
Для каждого квазара группа астрофизиков определила три красных смещения: по линии гелия, по контрольной линии кислорода и по стандартным шаблонам, предоставленным командой SDSS. Оказалось, что свойства квазара лишь незначительно меняют значение красного смещения (всего на 350 километров в секунду при измерении He II относительно O II). А вот расхождения с результатами «по шаблону» достигали почти 1100 километров в секунду.
Много это или мало? Современное значение постоянной Хаббла составляет 73 километра в секунду на мегапарсек. Значит, любое тело, которое мы поместим на таком расстоянии от нас, будет удаляться от Земли со скоростью 73 километра в секунду просто из-за расширения Вселенной. С этой точки зрения 1000 километров в час — это большая погрешность. Однако, на таких расстояниях красное смещение и не используют для определения расстояний. Когда же речь заходит о красном смещении, например, z=0.5 (мы видим Вселенную, какой она была 4.8 миллиардов лет назад), то галактики там улетают от нас со скоростью 132 000 километров в секунду, что составляет 44 процента от скорость света. И тут подобные поправки вполне будут востребованы астрофизиками.
Пересчитав красные смещения для выборки известных квазаров, Денней смогла более точно установить расстояние до них. Но не только это. Подобные поправки позволили к тому же устранить ряд наблюдательных несоответствий вроде слишком сильного голубого смещения линии углерода C IV. Измерение ширины этой линии, зачастую очень яркой, можно использовать для определения массы черных дыр. Ранее считалось, что голубое смещение этих линий искажает результаты подсчетов. Однако, если определять красное смещение квазаров по новому методу, то углерод С IV ведет себя очень предсказуемо, в соответствии с теорией, выдавая правильные значения масс черных дыр в центре квазаров. Так что одним из результатов этой работы может быть уточнение масс сверхмассивных черных дыр на больших красных смещениях.
Определение положения спектральной линии углерода c IV командами SDSS (слева) и авторами статьи (справа). Виден сдвиг линии при обработке данных старыми методами (голубое смещение). При более точном определении красного смещения квазара среднее значение этой линии совпадает с истинным красным смещением (соответствует нулевой отметке).
Глобальный же вывод группы Денней следующий: старый метод определения красных смещений давал большие смещения для близких объектов и меньшие смещения для далеких, чем должно быть, если опираться на данные надежной линии O II. Использование нового метода позволит астрофизикам лучше определять расстояния до далеких квазаров и с большей уверенностью использовать открытые данные, полученные другими научными группами. А это нужно для более точного «картографирования» Вселенной — зная положения звезд и галактик, мы можем лучше понять, как они формируются, эволюционируют и взаимодействуют.
Если человечество хочет когда-нибудь понять космос, ученые должны согласовать основные компоненты реальности. Клиффорд Джонсон, профессор физики и астрономии в USC Dornsife, объяснил, как Вселенная может вмещать дополнительные, скрытые измерения. Четырехмерная Вселенная, известная людям, представлена тремя пространственными и одним временным измерением, но на самом деле их может быть гораздо больше — просто они слишком малы, чтобы их обнаружить.
Джонсон, который описывает свое исследование как попытку понять основную ткань природы, является известным специалистом в теории струн, одной из немногих теорий (впрочем, состоящей из множества подтеорий), которые близки к единой «теории всего», объясняющей все во Вселенной — всю реальность.
Если он и его коллеги правы, струны могут быть основными единицами бытия. Каждая частица силы или материи может сводиться к простой, одномерной, вибрирующей струне.
На протяжении большей части истории человеческий взгляд на Вселенную и на то, как она работает, обращался к крупномасштабным явлениям — планетарному движению, свойствам видимого свет и эффектам магнитных полей, например. На рубеже 20 века, когда физики начали изучать микроскопическую вселенную атомов и их составляющих, они обнаружили, что субатомный мир управляется совершенно другим набором правил. Макс Планк, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор и множество творческих ученых начали изучать это царство при помощи математики и прямых экспериментов.
По мере работы ученых в течение следующих нескольких десятилетий, они обнаружили, что есть два разных класса фундаментальных частиц, фермионы и бозоны. Первые являются основными составляющими материи, тогда как последние переносят взаимодействия частиц материи.
Проще говоря, разные типы бозонов передают силы между различными видами фермионов. Фотоны, к примеру, передают электромагнитную силу между заряженными фермионами вроде электронов.
💬 «Этот большой прорыв — что есть частицы, которые могут связывать силы или взаимодействия — и был прекрасным проявлением квантовой физики, которую поняли к середине прошлого века», — говорит Джонсон.
Эта квантовая система прекрасно работает в отношении трех из четырех известных сил природы — сильного ядерного взаимодействия, которое удерживает вместе частицы в ядрах атомов; слабого ядерного взаимодействия, которое приводит к радиоактивному распаду этих ядер; и электромагнетизма.
Другими словами, эти субатомные силы соответствуют единой и унифицированной теории квантовой физики. Единственная сила, которая сопротивляется общим квантовым правилам — и, следовательно, мешает созданию единой теории всего, — это гравитация.
Эйнштейн прекрасно описал гравитацию как искривление в ткани пространства-времени. Его революционная общая теория относительности — которой исполнилось сто лет в ноябре 2015 года — похоже, работает на всех крупных масштабах (на уровне планет, звезд и галактик) и низких энергиях. Ломается она лишь в крошечных высокоэнергетических пространствах, где выступают бозоны и фермионы.
Иными словами, квантовая физика прекрасно работает там, где не работает гравитация, а относительность работает в крупных системах — намного больше субатомных масштабов — где квантовые эффекты неизмеримо малы.
💬 «Мы считаем неизбежным существование чего-то вроде гравитона, если квантовать гравитацию, и мы бы удивились, если бы гравитация не была квантово-механической, — говорит Джонсон. — Тот факт, что мы пока в этом не преуспели, это наша проблема, а не природы».
В конце 1960-х – начале 70-х годов физики по-другому взглянули на бозоны и фермионы в ядрах атомов. Они обнаружили, что участвующие в этом процессе частицы могут быть описаны как невероятно малые, одномерные, вибрирующие струны.
Теория струн быстро привлекла внимание, но также быстро ушла из поля зрения, когда возникли другие модели взаимодействия частиц. Взлеты и падения интереса продолжались некоторое время.
💬 «Эту теорию принимали и отвергали в течение нескольких лет, — объясняет Николас Уорнер, профессор физики, астрономии и математики. — Впервые ее изобрели как теорию сильного взаимодействия, но в таком виде она провалилась. В 80-х ее воскресили как теорию квантовой гравитации, и вроде бы получилось».
На самом деле, на ранней стадии сделали одно важное наблюдение — эти вибрирующие струны могли описать ожидаемые свойства гравитонов.
💬 «Самое классное в теории струн то, что это единственная теория, которая примиряет квантовую механику и общую теорию относительности, — говорит Уорнер, использующий теорию струн, чтобы понять квантовую физику черных дыр, самый гравитационно мощный феномен во всей Вселенной. — Она словно расширяет все, что мы могли рассчитать до текущего момента».
Но у этих расчетов есть одно но. Вселенная должна вмещать дополнительные измерения.
К счастью, дополнительные измерения — не проблема. Вселенная может содержать бесчисленные измерения, которые слишком малы, чтобы их засечь. Но поскольку струны тоже невероятно малы и одномерны, они могут вибрировать в любом из этих измерений. Это важно, поскольку хотя теория струн хорошо описывает наблюдаемые частицы — и даже гравитоны — она преуспевает лишь в том случае, если струны вибрируют в 10 измерениях как минимум.
💬 «Когда вы начинаете работать с математикой, струны возвращаются и говорят вам, что математика не будет работать, если вы не обеспечите им свободу вибрации в других измерениях», — говорит Джонсон. И добавляет: — Когда вы позволяете струнам становиться многомерными, диапазон ваших возможностей существенно увеличивается, и появляется возможность включить все, что вы наблюдаете, в струнную теорию».
💬 «Теоретики струн пытаются сказать, что есть один базовый тип частиц, и все зависит от разных вибрирующих состояний струны, — объясняет Уорнер. — Гравитон — это одна флуктуация или вибрация струны, фотона — другая… и так далее».
В конце концов, все может быть сведено к простейшим вещам — к струнам. Если бы не еще одно но. Хотя теория струн потенциально может объяснить все известные частицы материи и силы, ее еще предстоит проверить.
💬 «Всегда остается возможность того, что эта база не полная или же просто неправильная, — говорит Джонсон. — Нам нужен способ получения измеримых прогнозов из теории, чтобы мы могли пойти и проверить — ключевой шаг в любой научной деятельности».
Струны, однако, скорее всего, слишком малы, чтобы их можно было увидеть непосредственно с помощью хоть какого-нибудь эксперимента в обозримом будущем. Поэтому ученые должны искать косвенные признаки струн, а теория струн до сих пор не настолько хорошо разработана, чтобы предсказать, какими могли бы стать эти признаки.
Но надежда есть. Теория струн может получить косвенную проверку, если применить ее к самому распространенному материалу во Вселенной. Наблюдения показывают, что темная материя и темная энергия составляют более 95% Вселенной. Ученые установили, что это незнакомые нам формы вещества и энергии, но их точная природа остается неизвестной. Возможно, они прячут ключи, подтверждающие правдивость теории струн, считает Джонсон.
💬 «Все это удивительно — и унизительно. Существуют формы материи, которые естественным образом вписываются в теорию струн и которые могут быть кандидатами на темную материю, — говорит он. — Люди надеются, что они могут стать ключом, соединяющим теорию и природу».
- - - - -
Источник статьи:
www.hi-news.ru
- - - - -
Нравится эта тема? Переходи:
www.pikabu.ru/tag/ФизикаSF
Пройдя этот тест, вы узнаете, сколько нужно сосисок, чтобы спуститься по ним на дно Марианской впадины. А еще сколько их можно съесть, пока длится самый долгий в мире поцелуй. Не пропустите!