Эксперименты физиков доказали существование четвертого пространственного измерения

9 Января 2018 в 19:51, Николай Хижняк 82 162 просмотра 59

Мы живем в трехмерной Вселенной с тремя пространственными измерениями и одним дополнительным в виде времени. Однако эксперименты двух групп ученых показали, что наличие четвертого пространственного измерения действительно возможно и оно не ограничивается простыми направлениями вверх и вниз, влево и вправо, а также вперед и назад.

Следует сразу принять во внимание, что подобные выводы противоречат известным законам физики, были основаны на очень сложных вычислениях, частично теоретических экспериментах и с использованием законов квантовой механики.

Сопоставив результаты наблюдения за двумя специально созданными двумерными средами, две независимые команды ученых из Европы и США смогли обнаружить путь в четвертое пространственное измерение, сгенерировав так называемый квантовый эффект Холла — феномен проводимости двухмерного газа при низких температурах в сильных магнитных полях.

«Физически у нас нет 4-мерного пространства, но мы можем добиться 4-мерного квантового эффекта Холла при помощи низкоразмерной системы, поскольку высокоразмерная система закодирована в ее сложной структуре», — говорит Макаел Рехтсман, профессор Университета штата Пенсильвания.

«Возможно, нам удастся придумать новую физику в более высоком измерении, а затем создать устройства, обладающие этим преимуществом в более низких измерениях».

Другими словами, трехмерные объекты отбрасывают двухмерные тени, по которым можно догадаться о форме этих объектов. Наблюдая же за некоторыми реальными физическими трехмерными системами, мы можем кое-что понять об их четырехмерной природе, так как, по мнению физиков, трехмерные объекты могут представлять собой тени четырехмерных объектов, проявляющихся в более низких измерениях. Все это может привести к некоторым новым фундаментальным открытиям в науке.

Благодаря очень сложным вычислениям, за которые в 2016 была выдана Нобелевская премия, мы теперь знаем, что квантовый эффект Холла указывает на существование четвертого измерения в пространстве. Новейшие же эксперименты двух команд физиков, опубликованные в журнале Nature, дают нам пример эффектов, которые это четвертое измерение может иметь.

Европейская команда ученых охладила атомы до температуры, близкой к абсолютному нулю, и с помощью лазеров поместила их в двухмерную решетку. Применив квантовый «нагнетательный насос» для возбуждения пойманных атомов, физики заметили небольшие вариации в движении, которые соответствуют проявлениям четырехмерного квантового эффекта Холла, что указывает на возможность доступа к этому четвертому измерению.

Американская команда физиков также использовала лазеры, но для управления светом, проходящим через стеклянный блок. Имитируя эффект электрического поля на заряженных частицах, ученые также смогли наблюдать последствия четырехмерного квантового эффекта Холла.

По словам ученых, оба эксперимента отлично дополняют друг друга.

Конечно же, физического доступа к этому четырехмерному миру у нас нет (так как мы зажаты в трехмерном пространстве), однако ученые считают, что посредством квантовой механики мы сможем больше узнать о четырехмерном пространстве и расширить наши ограниченные знания о Вселенной.

Для наглядности советуем посмотреть видео ниже. В нем показано, как персонаж из двухмерного платформера неожиданно попадает в трехмерный мир. Согласно нашей перспективе, нам будет казаться, что мы по-прежнему находимся в двухмерном мире, но по мере нашего передвижения в нем мы будем видеть некие искажения пространства, так как трехмерный мир будет накладываться на двухмерную плоскость. Аналогичные искажения были увидены учеными в вышеописанных экспериментах. Они-то и указали на существование четырехмерного пространства, которое мы не можем видеть физически, но эффекты которого накладываются на нашу трехмерную плоскость.

Несмотря на то, что физически мы не можем попасть в четырехмерное пространство, мы получили доказательство его существования и более четкую картину того, как оно работает. Ученые же, в свою очередь, хотят использовать результаты этих наблюдений для более детального анализа. Кто знает, возможно, в ходе дальнейшей работы они смогут совершить и другие открытия.

Эксперименты физиков доказали существование четвертого пространственного измерения

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

59 комментариев

  1. mazyt

    Старенькое. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  2. honeybadger

    А.Фомин в "концепции многомерности пространства" описывал схожее, включая 6 постулатов многомерности.
    Но что значит двухмерная решетка, на которую они перенесли атомы? "Двухмерная" потому что очень тонкая для человеческого восприятия или правда двухмерная (бесконечно тонкая)? Я к тому что толщина, скажем, в один протон тоже толщина, а значит трехмерна.
    А статья очень хорошая. Наука определенно на грани невероятно невообразимого. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • mazyt

      Плоская длина, ширина, в один атом (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • MrIRONBRAIN

      не бывает толщины в 1 протон у решеток, величина возможно, но у решетки ее не может быть. двумерная значит толщина 1 атом

      • MrIRONBRAIN

        величина возможна поскольку это то что фиксировали на LIGO, отклонение лазерного пучка.

    • pathetic

      "...Если ограничить трёхмерный электронный газ в одном из направлений, таким образом, что в потенциальной яме (например, с ограничивающим потенциалом по оси Z) заполнен только один уровень размерного квантования, то говорят, что электронный газ стал двумерным..."

      По поводу "двумерной решетки" воспроизведенной в эксперименте. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  3. LeonidProfessor

    Т. е. можно будет использовать для телепортации? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  4. LeonidProfessor

    Т. е. четвертое измерение выявленное в ходе эксперементов можно будет использовать для телепортации? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  5. Azamxon

    Вот где 4D. А Вы говорили что это - время (t). В фильме Интерстеллар 4-ое измерение тоже воспринять как время.

    • Azamxon

      *воспринято

    • Dimus

      В контексте этой статьи "4 измерение [пространства]". Сейчас мы думаем что живем в 4-х мерном(3 пространственные + время), из статьи выходит что мы живем в 5-ти мерном(4 пространственных + время)

  6. honeybadger

    Скиньте кто нибудь ссылку на видео, пожалуйста
    Не воспроизводится ни с вайфая ни с мобильного интернета (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  7. Verdenum

    У меня возник вопрос о возможности существования организмов, которые могли бы взаимодействовать и существовать в 4d пространстве. И могут ли эти 4-ёх мерные существа взаимодействовать с нашим 3-ёх мерным пространством каким-либо образом?

    • designer_andrew

      Такие существа в трёхмерном измерении видны были бы не полностью, а только в виде среза - объект бы причудливо деформировался, менял размеры. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

      • Verdenum

        Забавно. Может быть мифические призраки и различные полтергейсты и являются данными 4-ёх мерными существами?

    • PROVOCATOR

      Может, тараканы? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • thinking

      Цитата: "И могут ли эти 4-ёх мерные существа взаимодействовать с нашим 3-ёх мерным пространством каким-либо образом?"
      Вопрос конечно интересный.
      Но сначала надо бы рассмотреть саму возможность существования 4-го пространственного измерения.
      Возможно ли существование 2-х мерных вселенных в нашей 3-х мерной вселенной?
      Как некую математическую конструкцию вполне можно соорудить 2-х мерные миры, но существуют ли они в реальности?
      Цитата из статьи: "Сопоставив результаты наблюдения за двумя специально созданными двумерными средами"
      Переводим на простой русский язык - использовав что-то похожее на двумерную среду физики получили что-то похожее на наличие 4-го измерения.
      Как теория Птолемея, вполне удовлетворительно описывающая перемещения планет на небесном своде, не соответствовала реальному положению вещей, так и описанные в статье математические построения вполне могут верно описывать некоторые физические эффекты, но в реальности 4-го пространственного измерения может не быть.

  8. Proton

    Это вот открытие может быть подтверждением о том,что вся реальность имеет св ва голограммы или же ей является

  9. remedy

    доказано? ДОКАЗАНО? да ладно ... че за бред в названиях статей - желтая пресса

  10. Intelecto-Artificial

    Пытаться все понять - мозг прям наизнанку! Особенно квантовую механику, которая напрямую взаимосвязанно с измерениями.

    Обожаю!😅🤗
    Наука - будущее. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  11. Intelecto-Artificial

    Обожаю!* (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  12. Spirius

    Надоже,могу безапелляционно утверждать ,что есть ещё и пятое измерение. Когда нибудь докажут ,только это ничего не даст нам трехмерным (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  13. OSA

    А я продумал физику параллельного мира. Взял квинтэссенцию (частицы котой одинаковы между собой и неделимы), элементарные частицы (крупнее чем частицы квинтэссенции и не делимые, из той же материи), закон сохранения энергии (энергия - движение) и все работает.
    А у физиков параллельных миров бесконечное множество. Так вот в моем мире элементарная физика.
    https://vk.com/ogarkov86
    У меня на стене файл мироздание...
    Делайте ставки на то, псих ли я) я уверен в себе и в объяснении детским языком очевидных вещей.

  14. OSA

    У нас трехмерный мир. И физики разложили три измерения на три мира. Одномерный, двумерный и трехмерный. Одномерный в одно измерение и это измерение можно вложить в двумерный мир, как и добавить третье и получить трехмерный. Все взято из действительности и казалось бы тут ничего нет противоречивающего четверомерному миру. Вот только какой он??? Они говорят нам не представить, но ведь мы живем еще и наряду со временем. Время должно ли быть измерением для измеряющего? Ведь все три измерения рание выведены из сознания, взаимодействия сознания с окружающим миром. С моей точки зрения наш мир для сознания уже четырехмерен. Так как любое наше действие в настоящем задумка на будущее с использованием прошлого. Пойдите к психологам спросите на сколько я сприветом...

    • OSA

      Вспомните кота в коробке...пока сам не посмотрел, нельзя знать наверняка. Так же о сознаниях других людей. То есть сознание каждого имеет четыре измерения изначально. Правда я определил 6, но они на стене в вк. Кому интересно...

      • sender

        Количество измерений в самом деле зависит конечно тем что измеряется наблюдателем. Нужно указывать про именно пространственные измерения которые на квантовой уровне не совсем корректны и туннель эффект тогда есть телепортация. Но это не так, нужно очень осторожно тут быть, иначе вероятны спекуляции. А в общем это большой прогресс,и это хорошо.

      • Panter

        Возможно я тебя удивлю но все же ты можешь и не глядеть есть ли там кот а спросить у прохожего он поглядит и скажет есть там кот или нет, а еще может быть такой вариант кот там есть но он невидимка для твоего глаза ты скажешь его там нет а он там есть или наоборот кота там нет а стоит голограмма ты скажешь я видел там кот но на самом деле там пусто просто проэктор показывает картинку. Так что я думаю у каждого своя правда на основание тех данных что он получил или кто то ему их подложил.

    • designer_andrew

      То что наш мир четырёхмерный изначально - это и так уже известно, если учитывать время, как ещё одно измерение, тут Вы ничего нового не сказали. Гораздо интереснее гипотеза о том, что существует 4 именно пространственных измерения (а то и больше), так как это в будущем можно будет использовать. Поскольку это бы означало, что мы четырехмерные по своей природе, но наши органы чувств не способны пока это зафиксировать.
      По аналогии с ящерицей или муравьем: они воспринимают мир в 2d, но сами являются трехмерными существами, также как и червяк, нервная система которого работает с 1d (ползти вперёд или назад). (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

      • sender

        Вероятно очень большой стресс и недоумение у Червяка попавшего к рыболову, похожий как у астронавта в Interstellar :)

    • thinking

      Цитата: "Одномерный в одно измерение и это измерение можно вложить в двумерный мир, как и добавить третье и получить трехмерный. Все взято из действительности ..."
      Трудно с Вами согласится относительно наличия одномерных и двумерных миров в реальном мире. Не могли бы вы дать примеры одномерных и двумерных реальных объектов - объектов у которых полностью отсутствует одно или два пространственных измерения.

      • Ratu

        Одномерные объекты - это струны и, с некоторой натяжкой, кварки. Двумерные - ну, хотя бы тот же электронный газ из статьи.

  15. Elen

    Как думаете, время может быть частично закрытым пространством?

  16. Transchelovek

    Одно измерение - условная точка, гипотетическая координата в пространстве, не имеющая размера, двумерное - более понятно - оно имеет одну плоскость, с тенями хорошая аналогия, но оно не имеет толщины. В трёхмерном измерении мы живём. А четвертое имеет пропорциональную степень сложности по отношению к третьему, как третье ко второму, или второе к первому. Пожалуй, это самое сложное, что может быть для понимания человеку, если не брать измерения большей степени размерности) Если не совсем понятно, то представьте кубик. Он отбрасывает тень, пускай в зените, только ровно под себя. Сколько нужно его теней, чтобы сложить из них второй кубик? Неограниченное множество, то есть сколько бы вы не сложили их друг на дружку, всегда будет мало и вы не заметите их толщину, потому что её нет. Такая вот разница в сложности между измерениями.

    • sender

      Следуя такому логическому пути это будет не бесконечные одинаковые прэкции а каждая более ущербная предыдущей до полного исчезновения об,екта .

      • sender

        И число их будет конечным

        • sender

          Более того что же поделать с живыми объектами? Их проекция совсем не будет той что можно ожидать, проекция младенца не есть проекция старика, здесь будет с очень сложными параметрами функция . То есть в этой гипотезе есть весьма скользкие моменты.

          • Transchelovek

            Не знаю где вы конечность нашли при отсутствии толщины) Проекция предметов лишь для понимания структуры измерений. С живыми ничего не делать. Тень свою видели? Живая? Опять же это аналогия, а не 100% определение. Я лишь объяснил школьную геометрию для тех, кто её плохо учил, глядя на комментарии под статьёй.

            • sender

              Нет,я не оспариваю 100% определений, каждая гипотеза может иметь своё право на существование. Конечность это достижение максимума энтропии того что есть материально в любом из пространственных измерений. Физика в общем должна бывать одинакова в каждом ,иначе нет предмета для гипотезы.

          • designer_andrew

            Тело младенца и старика - это может быть один и тот же четырёхмерный объект, просто в разных точках пересечения с трехмерным пространством. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

            • sender

              Очень интересный подход к проблеме. Как вариации конформного отображения вероятно

            • PROVOCATOR

              Это в случае, когда четвёртым измерением выступает время, то тело ребёнка и старика являются срезами одного и того же объекта. А в случае четырёх пространственных измерений тела в большинстве срезов вообще небудет. Кажется, из видеоролика это вполне понятно: срез трёхмерного пространства, в котором можно обойти двумерную стену двумерным человечком, просто не содержит стены. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • sergey126

      Вы забыли про еще одно измерение, если наш мир 3 мерный без учета времени, плоский 2 мерный, есть еще и бесконечная прямая без высоты и ширины это 1 мерное измерение, гипотетическая точка без трёх координат это 0 мерное измерение или -1 если хотите. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • sender

        Точка=сингулярность? В том случае если ничего нет измерять и наблюдать ? то есть полная энтропия? Может быть и так

    • PROVOCATOR

      Имея три отдельных проекции на три разных плоскости можно точно воссоздать сам кубик математически. И даже имея проекции на одну плоскость, но в разное время, можно довольно многое сказать об этом кубике. Другое дело, что мы пока не имеем других "плоскостей" нашего трёхмерного восприятия. Придётся использовать время. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • thinking

      Аналогии конечно интересные, но фокус в том, что в реальности не существует одномерных и двумерных объектов (с полным отсутствием одного или двух пространственных измерения). Скорее всего 4-х мерный мир является некоторым математическим описанием и в реальности такого мира может не быть.

  17. Azamxon

    Самое интересное, что подобные эксперименты еще не определяет какое именно измерение - 5-ое или 4-ое. Допустим, найдено на самом деле воздействие (действие) 5-ого измерения. Или 6-ое.

  18. IQ

    Многомерность Бартини, революционная по сей день теория, которая найдёт постепенно своё подтверждение в подобных экспериментах, когда к ним подключат ИИ с целью обобщения и анализа информации о смежных изысканиях. Человек очень долго ходит кругами не имея возможности обобщить соседние области знания это основная задача ближайшего будущего для ИИ. Наработаны огромные массивы научных данных, на каждом этапе изысканий, часть информации отбрасывается из-за дуальности восприятия и необходимости делать выбор, что не всегда оправдано. ИИ сможет выстроить иную систему сбора и анализа информации, которая будет эффективнее неизмеримо..

  19. SpARTakTLT

    Читая Пелевина, я все больше принимаю его сознание за гиперкуб - куб в четвертом измерении.

    Объекты в четвертом измерении мы не можем увидеть, не можем представить, наш мозг не способен даже вообразить «объем» объекта с четырьмя координатами. Но человек всё же способен увидеть лишь трехмерную проекцию четырехмерного тела в нашем пространстве.

    Так и то, что хочет сказать Пелевин, мы понимаем, но как проекцию на наше сознание, с потерей «четырехмерности». То есть, используем СВОИ житейские шаблоны (3D) к пониманию вещей самим Пелевиным (4D). Сознание же самого Пелевина в чистом виде в четырехмерном пространстве нам не доступно, как и вИдение объекта с четырьмя координатами.

    Ну а по теме, физики в статье не могли добиться двухмерности - решетка толщиной в один атом это трехмерная решетка.

    • IQ

      Да, в этом нет секрета, он расширяет сознание разными способами и транслирует метафорически в тексты..

    • PROVOCATOR

      Думаю, что имелось ввиду полное ограничение движения вне одной плоскости. То есть ограничение по одной из координат, не давая возможности атомам перескакивать друг через друга (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  20. [email protected]

    А я почему-то всегда был уверен, что 4-ое измерение - это Время

    • Z3N

      Время имееет вектор у нас, в трехмерии. почему бы в 4-х - мерии время не плоскость?

      • RiotMakeR

        не смеши мои тапочки ... время по умолчанию не имеет никакого вектора, время это СКАЛЯРНАЯ величина - учи азы физики ... идея о том что время величина векторная принесена фантастами для "псевдонаучного оправдания" фантастических рассказов и фильмов

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.