¿Existe la segunda dimensión?
es un universo paralelo.
En pocas palabras, cada tiempo y espacio es como una familia definitiva.
También es comprensible que, al igual que otros estudiosos,
tenía la misma apariencia pero vivía una vida completamente diferente en otro tiempo y espacio.
En el espacio de cuatro dimensiones (excluyendo el tiempo, que es una dimensión espacial), un espacio que es independiente de nuestro espacio tridimensional es como estar en el primer piso de un espacio tridimensional y otra persona de pie en el segundo piso. En un espacio de cuatro dimensiones, tú estás en este espacio tridimensional y él está en otro espacio tridimensional. Otros espacios tridimensionales además de nuestro espacio tridimensional se denominan dimensiones diferentes.
Esta es también una teoría del espacio cósmico. En términos generales, pensamos que nuestro mundo es un espacio tridimensional. Einstein añadió tiempo para tener un espacio-tiempo de cuatro dimensiones.
La teoría del espacio extradimensional es que hay algunos lugares que no están en nuestro espacio y tiempo de 4 dimensiones, pero coexisten con nuestro espacio y tiempo de 4 dimensiones, y no se pueden encontrar en nuestro espacio. y tiempo. Este tipo de lugar es un espacio de diferentes dimensiones.
Esta idea expande el espacio-tiempo cuatridimensional del universo a cinco o más dimensiones. (La teoría de cuerdas se extiende a más de diez dimensiones. No estoy familiarizado con ella, así que no la mencioné).
Se pueden concebir varias teorías, pero no hemos podido probarlas. ¡todavía!
¡Las dimensiones están invertidas!
Por ejemplo, nuestro universo es matemáticamente una línea recta unidimensional que puede extenderse infinitamente hasta ambos extremos. Se puede decir que es infinito.
Sin embargo, cuando saltamos de una dimensión y miramos un plano bidimensional, encontraremos que junto a nuestra línea recta original que se extiende infinitamente, hay innumerables líneas rectas paralelas que coexisten con nuestra línea recta. . Esto puede entenderse como un universo paralelo.
Del mismo modo, puedes agregar dimensiones para expandirlo en tres dimensiones. ....
En resumen, al expandir las dimensiones, podemos darnos cuenta del fenómeno de que "algunos lugares no están en nuestro espacio y tiempo de cuatro dimensiones, sino que coexisten con nuestro espacio y tiempo de cuatro dimensiones". , al igual que vivimos en un espacio bidimensional, nunca sentirás la existencia de un espacio tridimensional.
La definición de universo paralelo
¿El otro artículo que estás leyendo es exactamente igual a este? ¿Ese tipo no es él mismo, pero vive en una cadena montañosa brumosa, campos interminables, ciudades ruidosas y gira alrededor de una estrella con otros ocho planetas, y también se llama "Tierra"? Su experiencia de vida es la misma que la tuya cada segundo. Sin embargo, tal vez en este momento ella esté a punto de dejar el artículo y tú estés a punto de leerlo.
Esta idea de "estar en dos lugares al mismo tiempo" suena extraña e increíble, pero parece que tenemos que aceptarla porque está respaldada por diversas observaciones astronómicas. El modelo más popular y simple del universo ahora afirma que hay una galaxia exactamente como nuestra Vía Láctea a unos 10 (10 28) metros de nosotros, y que hay una galaxia exactamente como la tuya en su interior. Aunque esta distancia está más allá de la imaginación de la gente, no afecta la autenticidad de su "doppelgänger". La idea surgió originalmente de una "posibilidad natural" muy simple y no de los supuestos de la física moderna: el tamaño del universo es infinito (o al menos lo suficientemente grande) y la materia está distribuida uniformemente, como indican las observaciones astronómicas. En este caso, de acuerdo con las leyes estadísticas, se puede concluir que todos los eventos (por muy similares o idénticos que sean) sucederán innumerables veces: habrá innumerables planetas que darán origen a los seres humanos, y entre ellos habrá personas exactamente. como tú - -Exactamente la misma apariencia, nombre, memoria e incluso las mismas acciones y elecciones que tú - y habrá más de una de esas personas, para ser exactos, hay infinitas.
Las últimas observaciones cosmológicas muestran que el concepto de universos paralelos no es una metáfora. El espacio parece infinito. Si es así, tiene que pasar todo lo que pueda pasar, por absurdo que sea. Más allá de nuestras observaciones astronómicas, existe un universo exactamente como el nuestro. Los astrónomos incluso han calculado su distancia media a la Tierra.
Puede que nunca veas tu "sombra". La distancia más lejana que se puede observar es la distancia más larga que la luz ha viajado desde el Big Bang: alrededor de 654,38+0,4 mil millones de años luz, lo que equivale a 4X10^26 metros, un radio que simplemente define el tamaño de nuestro horizonte observable. La esfera, o simplemente el universo, también se llama volumen de Hubble. De manera similar, el otro universo en el que vives también es una esfera del mismo tamaño. Lo anterior es la explicación más intuitiva del "universo paralelo". Cada universo es una pequeña parte del "multiverso" más grande.
Nivel de universo paralelo
Con tal definición de "universo", uno podría pensar que se trata sólo de un enfoque metafísico. Sin embargo, la diferencia entre física y metafísica es si la teoría se puede probar experimentalmente, no si parece extraña o contiene algo difícil de detectar. A lo largo de los años, las fronteras de la física han seguido expandiéndose, absorbiendo e incorporando muchos conceptos abstractos (incluso metafísicos), como una Tierra esférica, campos electromagnéticos invisibles, el rápido y lento flujo del tiempo, la superposición cuántica, la curvatura del espacio, agujeros negros y más. En los últimos años se ha añadido a la lista anterior el concepto de "multiverso", que se suma a algunas teorías previamente probadas como la relatividad y la mecánica cuántica para alcanzar al menos un criterio básico de una teoría científica empírica: hacer predicciones. Por supuesto, las conclusiones extraídas también pueden ser erróneas. Hasta ahora, los científicos han discutido hasta cuatro tipos de universos paralelos independientes. Lo que importa ahora no es la existencia de los multiversos, sino cuántos niveles tienen.
El primer nivel: Más allá del horizonte
Todos los universos paralelos constituyen el primer multiverso. - Ésta es la capa menos controvertida. Todo el mundo acepta el hecho de que aunque no podamos ver a otro yo en este momento, podemos observarlo en otro lugar, o simplemente esperar en el mismo lugar durante mucho tiempo. Es como observar un barco que viene desde arriba del nivel del mar; observar un objeto más allá del horizonte es similar. A medida que la luz viaja, el radio del universo observable se expande un año luz cada año, y sólo hay que sentarse y observar. Por supuesto, no se puede esperar el día en que la luz de otro universo llegue hasta aquí, pero en teoría, si la teoría de la expansión cósmica es cierta, sus descendientes podrían verlos con supertelescopios.
¿Qué te parece? ¿El concepto de la primera capa del multiverso suena corriente? ¿No es el espacio infinito? ¿Quién podría haber imaginado que en algún lugar había un cartel que decía "El espacio se acaba, cuidado con la zanja de abajo"? Si este es el caso, todos se preguntarán instintivamente: ¿Qué hay "afuera"? De hecho, la teoría del campo gravitacional de Einstein ha convertido nuestra intuición en un problema. El espacio puede no ser infinito siempre que tenga una cierta curvatura o no sea topológico como lo pensamos intuitivamente (es decir, tenga una estructura interconectada).
Otra posibilidad es que el espacio en sí sea infinito, pero toda la materia esté confinada a un área finita que nos rodea: el otrora popular modelo del "universo isla". La diferencia con este modelo es que la distribución de la materia aparece en patrones fractales a gran escala y se disipa constantemente. En este caso, casi todos los universos del primer multiverso acabarían vacíos y sumidos en el silencio. Sin embargo, observaciones recientes de la distribución de galaxias tridimensionales y de los fondos de microondas han demostrado que la organización de la materia exhibe cierta uniformidad difusa en escalas grandes, y que no se pueden observar detalles claros en escalas mayores de 10,24 metros. Suponiendo que este patrón continúe, el espacio más allá del Volumen de Hubble también estará lleno de planetas, estrellas y galaxias.
Existen datos que respaldan la teoría de que el espacio se extiende más allá del universo observable. El satélite WMAP midió recientemente las fluctuaciones en la radiación de fondo de microondas (izquierda). La amplitud más fuerte supera los 0,5 kHz, lo que implica que el espacio es muy grande, incluso infinito (imagen del medio). Además, los detectores de corrimiento al rojo de galaxias WMAP y 2dF descubrieron que la materia se distribuye uniformemente en el espacio a escalas muy grandes.
Los observadores que vivan en diferentes universos paralelos del primer multiverso percibirán las mismas leyes físicas que nosotros, pero con diferentes condiciones iniciales. Según la teoría actual, la materia fue expulsada con cierto grado de aleatoriedad en las primeras etapas del Big Bang, y este proceso incluye todas las posibilidades de distribución de la materia, y cada posibilidad es distinta de cero. Los cosmólogos suponen que nuestro universo, con su distribución aproximadamente uniforme de la materia y su estado de onda inicial (uno entre 100.000 posibilidades), es un individuo bastante típico (al menos típico de todos los universos paralelos que han producido observadores). Entonces la persona más cercana que sea exactamente como tú estará a 10 (10 28) metros de distancia, a sólo 10 (10 92) metros habrá un área con un radio de 100 años luz, y todo en ella será exactamente igual que; el espacio en el que vivimos, es decir, todo lo que suceda en nuestro mundo en los próximos 100 años se reproducirá completamente en esta zona al menos a 10 (10 118) metros de distancia, el área aumentará hasta el tamaño del Hubble; En otras palabras, habrá un universo exactamente como el nuestro.
La distancia promedio a otro universo exactamente como el nuestro puede no ser tan lejana como calcula la teoría, pero puede estar mucho más cerca.
Porque la organización de la materia también está restringida por otras leyes físicas. Teniendo en cuenta algunas leyes, como los procesos de formación de planetas y las ecuaciones químicas, los astrónomos sospechan que hay al menos 10 20 planetas habitados sólo en nuestro volumen del Hubble. Algunos de ellos pueden ser muy similares a la Tierra.
El primer marco del multiverso se utiliza a menudo para evaluar las teorías cosmológicas modernas, aunque este proceso rara vez se articula. Por ejemplo, examinemos cómo nuestros cosmólogos intentan mapear la geometría del universo en el "espacio esférico" a través del fondo de microondas. Con la diferencia en el radio de curvatura del espacio, el tamaño de las "áreas calientes" y las "áreas frías" en el mapa de fondo cósmico de microondas mostrarán algunas características: el área de observación muestra que la curvatura es demasiado pequeña para formar una esfera esférica cerrada; espacio. Sin embargo, es importante mantener el rigor estadístico. El tamaño medio de estas regiones en cada espacio del Hubble es completamente aleatorio. Entonces es posible que el universo nos esté engañando; no es que la curvatura del espacio no sea suficiente para formar una esfera cerrada, lo que hace que el área observada sea muy pequeña, sino simplemente porque el área promedio de nuestro universo es naturalmente más pequeña que otros. Entonces, cuando los cosmólogos juran que su modelo espacial esférico es 99,9% confiable, lo que realmente quieren decir es que nuestro universo es tan insociable que sólo uno de cada 1.000 volúmenes del Hubble sería así.
El objetivo de esta lección es: incluso si no podemos observar otros universos, la teoría del multiverso aún se puede verificar en la práctica. La clave es predecir el * * * de cada universo paralelo en el primer multiverso e indicar su distribución de probabilidad, lo que los matemáticos llaman una "medición". Nuestro universo debería ser uno de esos "universos más probables". De lo contrario, y lamentablemente vivimos en un universo improbable, la teoría planteada previamente como hipótesis se vería en un gran problema. Como veremos a continuación, cómo resolver este problema de medición se vuelve todo un desafío.
El segundo nivel: las burbujas que quedan tras la expansión.
Si el concepto de multiverso de primer nivel no es fácil de digerir, puedes intentar imaginar la estructura de un grupo infinito del siguiente multiverso de primer nivel: los grupos son independientes entre sí e incluso Tienen diferentes dimensiones espacio-temporales y constantes físicas. Estos grupos constituyen el segundo multiverso, predicho por la teoría moderna como "expansión desordenada".
Como extensión inevitable de la teoría del Big Bang, la "inflación" está estrechamente relacionada con muchos otros corolarios de la teoría. Por ejemplo, ¿por qué nuestro universo es tan grande y regular, liso y plano? La respuesta es que "el espacio ha sufrido un rápido proceso de expansión", que no sólo puede explicar los problemas anteriores, sino también muchas otras propiedades del universo. Véase "The Expanding Universe" de Alan H. Guth y Paul J. Steinhardt; Scientific American, mayo de 1984; "The Inflation" de Andre Linder, "The Inflation" de Self-Propagating Expanding Universe, noviembre de 1994. La teoría no sólo se afirma. por muchas teorías de partículas elementales, pero también confirmado por muchas observaciones. "Desorden continuo" se refiere al comportamiento a mayor escala. El espacio en su conjunto se está ampliando y seguirá haciéndolo para siempre. Pero ciertas áreas dejan de tirar, creando "burbujas" individuales como las que se encuentran dentro de una tostada inflada. Hay innumerables burbujas de este tipo. Cada uno de ellos es el primer multiverso: de tamaño infinito y lleno de materia precipitada por fluctuaciones en los campos de energía.
Para la Tierra, la otra burbuja está infinitamente lejos, tan lejos que nunca podrás alcanzarla incluso si viajas a la velocidad de la luz. Porque el espacio entre la Tierra y "la otra burbuja" se extiende mucho más rápido de lo que puedes viajar. Si hubiera otro tú en otra burbuja, ni siquiera tus descendientes querrían observarlo. Por la misma razón, es decir, la expansión del espacio se está acelerando, los resultados de la observación son frustrantes: ni siquiera se puede ver al otro yo en la primera capa del espacio multidimensional.
El segundo nivel del multiverso es muy diferente al primer nivel. No sólo las condiciones iniciales son diferentes entre las burbujas, sino que su apariencia también es diferente. La visión predominante actual en física es que las dimensiones del tiempo y el espacio, las propiedades de las partículas elementales y muchas de las llamadas constantes físicas no son parte de las leyes básicas de la física, sino que son simplemente el resultado de un proceso llamado "rotura de simetría". ". Por ejemplo, los físicos teóricos creen que nuestro universo alguna vez estuvo formado por nueve dimensiones iguales. En la historia temprana del universo, sólo tres dimensiones participaban en la atracción del espacio, formando el universo tridimensional que observamos ahora. Las otras seis dimensiones ahora son inobservables porque están acurrucadas en una escala muy pequeña, con toda la materia esparcida por las tres "superficies" completamente estiradas (que, para la novena dimensión, es sólo una superficie, o una "membrana").
No nos sorprende especialmente que vivamos en un espacio-tiempo de 3+1 dimensiones. Cuando las ecuaciones diferenciales parciales que describen la naturaleza son ecuaciones elípticas o hiperbólicas, es decir, cuando una de espacio o tiempo es 0 o multidimensional al mismo tiempo, es imposible para el observador predecir el universo (partes violeta y verde). En otros casos (ecuación hiperbólica), si n >; 3. Los átomos no pueden existir de manera estable, n
Así, decimos que la simetría del espacio se destruye. La incertidumbre en las ondas cuánticas hace que diferentes burbujas alteren su equilibrio de diferentes maneras a medida que se expanden. Y los resultados pueden ser extraños. Algunos de ellos pueden extenderse a cuatro dimensiones; otros pueden formar sólo dos generaciones de quarks en lugar de las tres que conocemos y algunas de las constantes físicas fundamentales del universo pueden ser mayores que las nuestras;
Otra forma de crear un segundo multiverso es recorrer el ciclo completo de universos desde la creación hasta la destrucción. En la historia de la ciencia, esta teoría fue propuesta en la década de 1930 por un físico llamado Richard C. Recientemente, dos científicos, Paul J. Steinhardt de la Universidad de Princeton y Neil Turok de la Universidad de Cambridge, profundizaron en esto. Steinhardt y Turok propusieron un modelo de una "brana tridimensional secundaria" que está bastante cerca de nuestro espacio, pero con cierta traslación a dimensiones superiores. Véase “Been There, Done That”, de George Musser; News Scan Scientific American, marzo de 2002. Los universos paralelos no son realmente universos separados, pero el universo en su conjunto (pasado, presente, futuro) formó un multiverso que podría contener tantos tanta diversidad como la expansión desordenada del universo. Además, el físico de Waterloo Lee Smolin ha propuesto otra teoría con diversidad similar a la del segundo multiverso, en la que el universo se crea y muta a través de agujeros negros en lugar de mediante la física de membranas.
Aunque no podemos interactuar con otras cosas en el segundo multiverso, los cosmólogos pueden señalar indirectamente su existencia. Porque su existencia puede usarse para explicar la aleatoriedad de nuestro universo. Una analogía: supongamos que entras a un hotel y encuentras una habitación con el número de casa 1967, que es el año en que naciste. ¡Qué coincidencia! En ese momento te quedaste atónito. Pero tu reacción inmediata no es una coincidencia. Hay cientos de habitaciones en todo el hotel, y es normal que alguna de ellas coincida con tu cumpleaños. Pero si ve otro número que no tiene nada que ver con usted, no desencadenará los pensamientos anteriores. ¿Qué quiere decir esto? Incluso si no sabes nada sobre hoteles, puedes utilizar el método anterior para explicar muchos fenómenos accidentales.
Para poner otro ejemplo más pertinente: examina la masa del sol. La masa del sol determina su luminosidad (es decir, la cantidad total de radiación). A través de cálculos físicos básicos, sabemos que sólo cuando la masa del Sol está dentro de un rango estrecho de 1,6x 10 30 ~ 2,4x 10 30 kilogramos, la Tierra puede ser adecuada para la vida. De lo contrario, la Tierra sería más caliente que Venus o más fría que Marte. La masa del sol es exactamente 2,0x10^30 30 kilogramos. A primera vista, la masa del Sol parece ser un sorprendente caso de suerte y coincidencia. Las masas de la mayoría de las estrellas están distribuidas aleatoriamente en el enorme rango de 10 29 ~ 10 32 kg, por lo que si la masa del Sol se determina al azar al nacer, la probabilidad de caer dentro del rango apropiado será muy pequeña. Sin embargo, con la experiencia del hotel, entendemos que este accidente superficial es en realidad el resultado inevitable de un gran sistema (aquí se refiere a muchos sistemas solares) (porque estamos aquí, la masa del sol tiene que ser así). Esta selección dependiente del observador se conoce como "principio antrópico". Aunque es comprensible lo controvertido que ha sido, los físicos han aceptado ampliamente que este efecto de selección no puede ignorarse al probar teorías fundamentales. & gt& gt& gt& gtEl mundo que los humanos podemos ver es solo un espacio en el universo, llamado espacio unidimensional. Hay cuatro espacios en este universo. La segunda dimensión es el inframundo, y la tercera dimensión se llama inframundo, que es lo que los humanos llamamos inframundo. Después de que las personas en el mundo humano y en el inframundo mueren, sus almas son extraditadas al inframundo, que es lo que normalmente llamamos muerte. El último espacio de cuatro dimensiones, que es el cielo, es el lugar donde se encuentra el equilibrio de los cuatro reinos. los dioses se mantienen.