Ang tanong kung gaano karaming mga sukat ang sansinukob ay isang palaisipan na nakaintriga sa mga siyentipiko, pilosopo at palaisip sa buong kasaysayan.. Ang ating pang-araw-araw na pang-unawa sa mundo ay batay sa tatlong spatial na dimensyon at isang temporal na dimensyon., ngunit ang modernong pisika at ang pinaka-advanced na mga teorya ay nagpapataas ng posibilidad na may mga karagdagang dimensyon na nakatago mula sa aming direktang pang-unawa.
Sa artikulong ito, tutuklasin natin ang paniwala ng mga dimensyon sa konteksto ng uniberso, mula sa mga klasikal na konsepto hanggang sa pinakahuling teorya na humahamon sa ating mga kumbensyonal na konsepto ng realidad. Samahan kami sa kamangha-manghang paglalakbay na ito upang matuklasan Ilang dimensyon mayroon ang uniberso? Paggalugad sa mga limitasyon ng katotohanan.
Mga sukat sa klasikal na pananaw
Sa pang-araw-araw na pananaw, ang aming karanasan sa espasyo ay batay sa tatlong spatial na dimensyon: taas lapad y lalim. Bilang karagdagan, mayroon kaming temporal na dimensyon na nagbibigay-daan sa amin upang makita ang daloy ng oras. Ang mga dimensyong ito ay mahalaga sa ating pag-unawa sa mundo at nagbibigay-daan sa atin na ilagay ang mga bagay at kaganapan sa isang three-dimensional na frame ng sanggunian.
Gayunpaman, sa panahon ng klasikal na pisika, lalo na sa mga pormulasyon ni Isaac Newton, sapat na ang apat na dimensyong ito upang ilarawan at mahulaan ang mga natural na penomena. Ang paggalaw ng mga planeta, ang pagbagsak ng mga bagay at iba pang mga kaganapan ay maaaring maipaliwanag nang sapat sa loob ng referent na ito.
Isang Maikling Pagninilay: Human Perception Bias
Ang klasikal na pananaw ng sansinukob ay ipinanganak mula sa isang napakahalagang katotohanan: ang kapasidad ng tao para sa pang-unawa. Tulad ng nalalaman, ito ay isang limitadong kapasidad na nag-aalok lamang ng isang bias na pagtingin sa ating kapaligiran. sa totoo lang, "Hindi natin nakikita ang mga bagay kung ano sila, nakikita natin ang mga bagay kung ano tayo". Sa unang pagkakataon, ang ating mga pandama ay nagbibigay sa atin ng makatotohanang impormasyon tungkol sa uniberso at ang pinaka-klasikal na mga teorya ay nag-aalok ng isang lubos na kapuri-puri na pormulasyon ng siyensya. Gayunpaman, tulad ng makikita natin sa ibang pagkakataon, mapapatunayan natin na ang uniberso ay maaaring pag-isipan at sukatin sa mas malawak na paraan, na lumalampas sa ating mga pandama at maging sa ating mga kakayahan sa pag-iisip.
Ang rebolusyon ng relativity at space-time
Noong unang bahagi ng ika-XNUMX siglo, binago ng teorya ng relativity ni Albert Einstein ang ating pag-unawa sa espasyo at oras. Ang espesyal na teorya ng relativity ay nagpakilala ng ideya na ang oras at espasyo ay intrinsically na pinagsama sa isang entity na tinatawag na four-dimensional space-time. Ang teoryang ito ay nagmumungkahi na ang gravity ay hindi lamang isang puwersa na kumikilos sa malayo, ngunit ito ay resulta ng kurbada ng space-time na dulot ng masa at enerhiya.
Ang pangkalahatang relativity ay higit na pinalawak ang ideyang ito sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang matematikal na paglalarawan kung paano nakakaapekto ang bagay at enerhiya sa geometry ng spacetime. Ang pakikipag-ugnayan ng mga malalaking bagay ay lumilikha ng mga kurba sa espasyo-oras, na kung saan ay nakakaimpluwensya kung paano gumagalaw ang ibang mga bagay sa paligid nila.
Mga Dagdag na Dimensyon: Mga Advanced na Teorya
Bagama't ang relativity ni Einstein ay nag-aalok ng tumpak na paglalarawan ng gravity at spacetime, ang paghahanap para sa isang pinag-isang teorya na pinagsasama ang relativity at quantum mechanics ay humantong sa mas advanced na mga teorya na nagmumungkahi ng pagkakaroon ng mga karagdagang dimensyon. Nakikita natin ito sa ibaba:
teorya ng string
Ang isa sa mga pinaka nakakaintriga na teorya ay ang teorya ng string. Ayon sa teoryang ito, Ang mga pangunahing particle ay hindi walang sukat na mga punto, ngunit vibrating string na umiiral sa space-time na may higit sa apat na dimensyon. Ang teorya ng string ay nagmumungkahi na maaaring magkaroon hanggang 11 dimensyon sa kabuuan, ngunit marami sa mga dagdag na dimensyon na ito ay maaaring i-pack sa mga subatomic na kaliskis, na ginagawa itong hindi nakikita sa amin sa aming macroscopic scale.
teorya ng brane
Ang isa pang promising theory ay ang brane theory. Ang teoryang ito ay nagmumungkahi na ang ating uniberso ay maaaring isang three-dimensional na "brane" o lamad na lumulutang sa mas mataas na dimensyon na espasyo-oras.. Ang mga branes ay maaaring paghiwalayin sa karagdagang mga sukat, at ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga ito ay maaaring ipaliwanag ang iba't ibang mga pangunahing puwersa ng kalikasan.
Paano namin matutukoy ang mga karagdagang dimensyon?
Ang ideya ng mga dagdag na dimensyon ay nagtataas ng isang natural na tanong: kung mayroon sila, bakit hindi natin napagtanto ang mga ito? Ang sagot ay nakasalalay sa sukat kung saan maaaring gumana ang mga sukat na ito, isang sukat na malayo sa pandama at macroscopic na persepsyon na mayroon tayo sa uniberso bilang mga tao. Kaya kung ang mga karagdagang dimensyon na ito ay naka-pack sa napakaliit na sukat, ang mga epekto nito ay maaaring hindi mahahalata sa karamihan ng mga pang-araw-araw na sitwasyon.
Ang ilang mga eksperimento sa pisika ng butil at kosmolohiya ay naghanap ng katibayan ng mga karagdagang sukat. Halimbawa, Ang Large Hadron Collider (LHC) sa CERN ay naghanap ng mga particle at phenomena na maaaring magpahiwatig ng pagkakaroon ng mga dagdag na dimensyon o gravitational effect na lampas sa relativity. Ang higanteng 27 km diameter particle accelerator na ito ay may kakayahang lumikha ng matinding mga kondisyon na nagbibigay ng pinakamainam na kapaligiran kung saan ang pagkakaroon ng iba pang mga dimensyon ay maaaring mabilang.. Ang pag-aaral ng mga banggaan sa pagitan ng mga particle sa mataas na enerhiya ay nagbibigay-daan sa mga siyentipiko na maghanap ng mga pattern at deviation na maaaring magbunyag ng mga nakatagong dimensyon. Bagama't walang natuklasang katibayan hanggang sa kasalukuyan, ang LHC ay patuloy na isang mahalagang kasangkapan sa paggalugad ng mga misteryo ng kosmos at ang posibilidad ng mga sukat na lampas sa ating pang-unawa.
Paggalugad sa mga limitasyon ng katotohanan
Ang tanong kung gaano karaming mga sukat ang uniberso ay isang kamangha-manghang paalala na ang ating pag-unawa sa katotohanan ay patuloy na umuunlad. Mula sa klasikal na pananaw ng tatlong spatial na dimensyon at isang temporal na dimensyon hanggang sa pinaka-advanced na mga teorya na nagmumungkahi ng mga karagdagang dimensyon, patuloy na hinahamon ng pisika ang ating mga kumbensyonal na konsepto.
Bagama't ang paniwala ng mga dagdag na dimensyon ay maaaring mukhang abstract at kumplikado, ito ay isang testamento sa pagkamalikhain at ang kakayahan ng tao na galugarin ang mga limitasyon ng kung ano ang alam natin.
Sa kasalukuyan, patuloy na umuunlad ang pananaliksik sa mga larangan tulad ng string theory, brane theory at cosmology., na nangangahulugang maaari tayong maging isang hakbang na mas malapit sa pag-unawa kung nakatira tayo sa isang uniberso na may mga sukat na higit sa kung ano ang maaari nating direktang madama. Hanggang sa panahong iyon, ang palaisipan ng mga sukat ay magpapatuloy na maging mapagkukunan ng inspirasyon at pag-usisa sa paghahanap ng kaalaman sa sansinukob. Isang larangan kung saan walang katapusan ang teoretikal na pisika sa mga iminungkahing modelo at hypotheses nito.