Chapitre 3

Section 3: Extra Dimensions

Notre tâche est maintenant de découvrir ces dimensions supplémentaires - d'étendre la portée de notre imagination de telle sorte que le plan en quatre dimensions ne limite plus à notre intuition. À ce point, nous pouvons simplement constater que les mystères de la Nature que nous avons été incapables d'expliquer simplement se transformer en de simples artefacts d'une obsolète, carte incomplète. Avec une carte dimensionnellement plus riches que nous pourrions simplement trouver la résolution d'unification que nous avons été chercher.

Le mathématicien Theodor Kaluza polonaise a été l'un des premiers à découvrir le potentiel fédérateur qui vient avec des dimensions supplémentaires. En 1919, alors qu'il travaillait à l'université de Königsberg en Allemagne, Kaluza a pris sur lui à la formule d'Einstein pour retravailler la relativité générale après avoir ajouté une dimension supplémentaire à sa structure. Quand il fait ça il est venu avec des équations supplémentaires, ce qui s'est avéré être les équations de Maxwell avait écrit pour décrire la lumière. [2] Il suffit, en supposant que l'univers contient une dimension d'espace supplémentaire, Kaluza a découvert un cadre mathématique qui combine Einstein équations de la relativité générale avec celles des équations de Maxwell de l'électromagnétisme (figure 3-4). Bien sûr, Kaluza n'a pas suffit de tirer cette idée de l'air mince. Il a reconnu que la théorie de la relativité d'Einstein avait ouvert une porte à la possibilité de dimensions supplémentaires et il est devenu curieux à leur sujet.

[FIGURE place de titulaire]

Figure 3-4 Maxwell et des équations de Kaluza.

Depuis Kaluza, les scientifiques sont devenus de plus en plus convaincu que les dimensions supplémentaires ont la possibilité de simplifier et d'unifier les lois de la nature mathématiquement. Mais un cadre dimensionnel élevé complète n'a pas encore été construite. La raison derrière cela est en grande partie liée à la conviction de longue date que les humains sont mentalement incapables de comprendre un plus grand cadre dimensionnel - que les dimensions supplémentaires sont impossibles à visualiser. [3] Après tout, notre gamme entière d'expériences, de nos premiers instants de la vie de nos expériences les plus récentes, de renforcer un modèle conceptuel de trois dimensions spatiales. Donc, si l'espace possède plus de trois dimensions, comment peut-on s'attendre à comprendre les royaumes qui sont entièrement au-delà de nos expériences?

Cette question me rappelle les inquisitions Michio Kaku a fait quand il était un jeune garçon. Assis à côté d'un étang dans le jardin de thé japonais à San Francisco hypnotisé par la carpe brillamment colorées nageant lentement sous les nénuphars, il a déclaré:

Dans ces moments de calme, je me sentais libre de laisser mon imagination vagabonder, je me poserais des questions stupides que seul un enfant peut se demander, comme la façon la carpe dans cet étang serait de voir le monde autour d'eux. Je pensais que, quel monde étrange doit être le leur!

Vivre toute leur vie dans l'étang peu profond, la carpe pourrait croire que leur «univers» se composait de l'eau trouble et les lys. Dépenses plupart de leur temps butinent sur le fond de l'étang, ils ne seraient que faiblement conscients que dans un monde étranger pourrait exister au-dessus de la surface. La nature de mon monde était au-delà de leur compréhension. J'ai été intrigué que je pouvais m'asseoir seulement quelques pouces de la carpe encore être séparée d'eux par un abîme immense. La carpe et moi avons passé notre vie dans deux univers distincts, jamais entrer dans l'autre monde, mais ont été séparés par seulement le plus mince barrière, surface de l'eau.

Une fois, j'ai imaginé qu'il pourrait y avoir de vie «scientifiques» de carpes parmi les poissons. Ils seraient, je pense, se moquent de tout poisson qui a proposé que dans un monde parallèle pourrait exister juste au-dessus des lis. Pour «scientifique» une carpe, les seules choses qui étaient réels étaient ce que les poissons pourraient voir ou toucher. L'étang était tout. Un monde invisible au-delà de l'étang n'a pas de sens scientifique.

Une fois que j'ai été pris dans un orage. J'ai remarqué que la surface de l'étang a été bombardé par des milliers de gouttes minuscules. Surface de l'étang est devenu turbulent et les nénuphars ont été poussés dans toutes les directions par des vagues d'eau. Prendre l'abri du vent et la pluie, je me demandais comment tout cela est apparu aux carpes. Pour eux, les nénuphars qui semblent se déplacer autour d'eux-mêmes, sans rien en les poussant. Comme l'eau qu'ils vivaient dans semblerait invisibles, un peu comme l'air et l'espace autour de nous, ils seraient déroutés que les nénuphars pouvait se déplacer par eux-mêmes.

Leur «scientifiques», j'ai imaginé, aurait concocter une invention intelligente appelée «force» afin de cacher leur ignorance. Incapable de comprendre qu'il pourrait y avoir des vagues sur la surface invisible, ils concluent que lis pourraient se déplacer sans être touché, car une mystérieuse entité invisible appelé une force agi entre eux. Ils pourraient donner cette illusion impressionnante, les noms de nobles (comme l'action au-distance, ou la capacité des lys de se déplacer sans les toucher).

Une fois que j'ai imaginé ce qu'il adviendrait si j'ai atteint le bas et levé l'un des «scientifiques» de la carpe de l'étang. Avant je l'ai jeté dans l'eau, il pourrait bouger furieusement comme je l'ai examiné. Je me demandais comment cela semble du reste de la carpe. Pour eux, ce serait un événement vraiment troublant. Ils seraient d'abord remarquer que l'un de leurs «scientifiques» ont disparu de leur univers. Tout simplement disparu, sans laisser de trace. Partout où ils auraient l'air, il n'y aurait aucune preuve de la carpe manque dans leur univers. Puis, quelques secondes plus tard, quand je lui ai jeté de nouveau dans l'étang, le «scientifique» serait brutalement réapparaissent de nulle part. Pour la carpe d'autres, il semble qu'un miracle s'était produit. Après avoir recueilli ses esprits, le «scientifique» serait de raconter une histoire vraiment incroyable. «Sans avertissement, lui disait-il,« j'ai été en quelque sorte sortis de l'univers (l'étang) et jetés dans un monde mystérieux du Néant, avec des lumières aveuglantes et des objets aux formes étranges que je n'avais jamais vu avant. Le plus étrange de tous était la créature qui me tenait prisonnier, qui ne ressemble pas à un poisson dans le moindre. J'ai été choqué de voir qu'il n'avait pas d'ailerons que ce soit, mais qui pourraient se déplacer sans eux. Il m'a semblé que les lois de la nature familière n'est plus appliquée dans ce bas monde. Puis tout aussi soudainement, je me suis retrouvée jetée en arrière dans notre univers. " (Cette histoire, bien sûr, d'un voyage au-delà de l'univers serait tellement fantastique que la plupart des carpes ne serait-il rejeter comme des balivernes absolue.)

Je pense souvent que nous sommes comme les carpes nageant avec contentement dans cet étang. Nous vivons notre vie dans notre propre étang, «convaincus que notre univers ne se compose que de ces choses que nous pouvons voir ou toucher. Comme la carpe, notre univers est constitué de seulement le familier et le visible. Nous béatement refusent d'admettre que l'univers parallèles ou les dimensions peuvent exister à côté du nôtre, juste au-delà de notre portée. Si nos chercheurs inventent des concepts tels que les forces, c'est seulement parce qu'ils ne peuvent pas visualiser les vibrations invisibles qui remplissent l'espace vide autour de nous. Certains scientifiques se moquent de la mention de dimensions supérieures parce qu'ils ne peuvent pas être facilement mesurés en laboratoire. "(Kaku 1995, 3-5)

Comme la carpe de l'étang de Kaku, nous luttons pour comprendre les causes de la «forces» de notre expérience. Il est notre incapacité à imaginer les dimensions au-delà de notre portée immédiate qui nous empêche de voir en dehors de notre propre «bassin». Si nous voulons vraiment comprendre la nature de l'univers que nous habitons, nous devons surmonter notre aveuglement conceptuel et apprendre à distinguer entre ce qui est intérieur et ce qui est hors de notre bassin de l'espace-temps. De cette manière, nous trouverons que les mouvements mystérieux de notre «lis» ont des explications simples.

Bien que récemment l'entraînement menant derrière la réalisation de plusieurs dimensions est venue de notre recherche d'une explication pour les effets quantiques, il est des découvertes d'Einstein que réellement nous fournir la plus forte conceptuel clé que nous pouvons utiliser pour ouvrir nos yeux à ce royaume des dimensions supérieures . Pour exercer ce pouvoir que nous devons suivre les indices que nous possédons au sujet d'espace-temps, nous devons considérer les biens de courbure d'espace-temps qui se manifeste et suivre ses révélations à notre solution. Commençons par poser quelques questions importantes.

Si il ya des dimensions supplémentaires, alors où sont-ils? Quelles directions orthogonales à la direction que nous avons déjà décrite? Comment pourrait-il y avoir des informations spatiales qui est complètement indépendant du ou orthogonale à la x familiers, y, z et les dimensions? Comment peut-il être possible de déplacer dans une direction spatiale sans se déplacer en x, y ou z? Que faire si un de ces dimensions supplémentaires est une autre dimension du temps? Quand serait-il? Comment pourrait-on imaginer ou comprendre plusieurs dimensions, en plus de celles que nous connaissons?

Comme nous contemplons ces questions que nous devons garder à l'esprit la définition fondamentale d'une dimension. Une dimension fournit des informations indépendantes, orthogonale spatiale ou temporelle de la réalité physique. Chaque dimension des cartes le domaine naturel d'une façon complètement indépendante. L'information qu'un quatrième, cinquième, sixième, et ainsi sur la dimension spatiale permettrait doivent être entièrement distincts de longueur, largeur et hauteur. Par conséquent, les dimensions spatiales supplémentaires doivent exprimer entièrement nouvelles directions. Ils doivent carte aspects de la position entièrement distinct de x, y ou z. En bref, pour un paramètre à une dimension nouvel espace, il doit être possible de se déplacer dans cette dimension sans bouger en x, y ou z . Finalement, cette exigence sera ce que nous permet de prétendre définitivement si oui ou non nous avons découvert une nouvelle dimension spatiale. Si nous nous retrouvons avec une carte qui nous permet de passer sans se déplacer géométriquement à travers les dimensions de x, y, ou z, alors nous pouvons dire avec confiance que cette motion a lieu dans une dimension spatiale indépendante.

Beaucoup d'entre nous, dont moi, ont été effectivement enseigné que les tentatives de visualiser plus de trois dimensions sont vains parce que nos cerveaux sont «incapables de les comprendre." Ce n'est absolument pas vrai! Comme nous allons bientôt découvrir, (voir partie II) de la symétrie de la puissante hiérarchie dimensionnelle nous permet de visualiser simultanément plus de trois dimensions. Une fois que nous gagnons la capacité de voir onze dimensions nous gagnons un accès intuitif aux rouages ​​secrets de la nature. Depuis la simplicité de l'espace-temps lui-même existe dans un royaume de onze dimensions, nous devons puiser dans cette géométrie pleine dimension à saisir ses secrets. Pour aider à exposer les parties manquantes de la carte nous allons commencer un processus de déduction logique - un processus qui non arbitraire d'introduire ces dimensions supplémentaires et de commencer à révéler leur forme.

Courbure et Hidden Dimensions

Le plus simple observation des indices, nous avons des dimensions supérieures viennent de nos observations de l'espace-temps courbe. Afin de tenir compte de la courbure de l'espace-temps lors de la cartographie de l'univers, nous découvrons que nous devons utiliser au moins sept variables indépendantes. Par exemple, x, y, z, s, m, d et t, où x, y et z représentent orthogonale distances spatiales à partir d'une origine, les lettres grecques s (sigma), m (mu), et d (delta du ) représentent des dimensions qui permettent la représentation de la courbure possédé par ces trois directions, et t représente le temps. [4]

Einstein a tenté de dépeindre l'existence de dimensions supplémentaires en supprimant graphiquement une dimension familière spatiale et le dessin d'une dimension qui lui a permis de représenter la courbure à sa place. Il a utilisé une représentation visuelle d'une feuille de caoutchouc étiré par une boule de bowling. (Figure 3-5) La boule de bowling représente un objet massif, comme un trou noir ou le soleil, et la membrane tendue de la feuille de caoutchouc représente une tranche de l'espace-temps de réaction à la présence de la boule de bowling.

L'hypothèse que vous ne pouvez pas visualiser plus de trois dimensions à la fois fait de l'utilisation de cette feuille à deux dimensions en caoutchouc nécessaire pour la courbure graphique. Pour chaque plan de familier, une dimension supplémentaire est nécessaire pour décrire sa courbure. Par conséquent, pour les trois plans (XY, YZ, ZX, qui peuvent être considérés comme deux murs perpendiculaires et le plancher), trois dimensions supplémentaires sont nécessaires pour expliquer la courbure complète de l'espace. Afin de tenir compte de la courbure totale de (x, y, z) métrique, trois dimensions supplémentaires sont nécessaires. (Pour la figure 3-5, une seule dimension est nécessaire pour représenter la courbure car la distorsion spatiale, il est représentant, c'est que d'un seul avion.) Il devrait être clair que ce modèle n'est pas équipé pour nous aider à visualiser la courbure de l'espace trois dimensions à la fois. (Sans parler de la quatrième dimension de l'espace-temps, ce qui est du temps.)

Ce modèle possède d'autres défauts qui ne confondez pas notre capacité à expliquer la nature de l'espace-temps. Vous pouvez regarder ce diagramme et demandez: est le poids de la boule de bowling causant la feuille de caoutchouc à étirer? Si cette courbure est utilisé pour expliquer la gravité, alors est-il pas une explication circulaire visuellement utiliser le poids de la boule de bowling, qui est une fonction de la gravité, pour décrire la cause de la courbure?

Figure 3-5 Une tranche de déformation espace-temps dans une autre dimension.

Est-ce la gravité de la cause de la gravité? Cette représentation n'est pas satisfaisante car elle nous laisse sans aucun sens de ce qui cause réellement cette déformation de l'espace-temps. Par ailleurs, si ce schéma est censé nous aider à comprendre le gauchissement de l'espace temps, comment ça nous donne une représentation déformée de temps? Non seulement la membrane en caoutchouc offrent une analogie qui nous permet de visualiser simplement une fine tranche de l'espace, il offre également aucune explication pour le gauchissement du temps.

Si vous êtes familier avec ces sortes de représentations de l'espace-temps courbes, alors vous avez sans doute remarqué que ce chiffre contient quelque chose de différent par rapport aux chiffres standard. Ce qui est différent est que la dimension espace-temps est que la déformation en est réellement étiquetés. Représentations traditionnelles de ce genre, pour une raison quelconque, ne parviennent pas à l'étiquette de cette autre dimension - la laissant sous silence complètement. Mais il est absolument vital de se rappeler que cette dimension souvent sans étiquette est la dimension même qui permet la représentation de la courbure de l'espace-temps de notre avion en premier lieu. Sa présence dans notre explication picturale ne doit pas être ignorée ou négligée - surtout quand notre but est de comprendre le tableau complet.

Afin de développer un modèle qui est capable de montrer graphiquement la courbure d'espace-temps complète, sans aucune suppression de la dimension espace familier ou d'ignorer le temps, nous allons examiner ce qu'on entend par courbure.

Imaginez que nous avons une station d'observation de la Terre et que nous avons mis trois stations d'observation dans l'espace (dans la configuration représentée à la figure 3-6a). Cela nous donne quatre observateurs unique. Si l'on tâche de tous les quatre observateurs à la tâche d'une mesure continue de l'emplacement de l'Dilabee étoiles nouveau-nés tout en contrôle les positions des trois autres observateurs, leur emploi sera assez ennuyeux. Comme ils regardent, jour après jour, ils ne voient pas les changements. Tous les quatre stations d'accord qu'il n'ya pas de vitesse mesurable entre l'un des observateurs ou Dilabee. Par conséquent, la position relative entre ces cinq objets tout reste constant et la configuration géométrique du groupe est statique.

Une année, cependant, quelque chose confond cet ensemble en place. Quelqu'un sur Terre remarque un trou noir d'une étoile compagnon (ce qui rend la position du trou noir facile à mesurer) voyageant sur une voie qui l'amènera entre la Terre et Dilabee. Etrangement, comme le trou noir se rapproche et plus proche vers une position qui va le placer entre la Terre et Dilabee, les observateurs de la Terre, voir position Dilabee en train de changer, de se retrouver avec une augmentation de la distance et un angle nouveau par rapport à l'angle qu'il a été observé précédemment. (Figure 3-6b)

Figure 3-6 (a, b) les effets d'un trou noir.

La position de l'étoile semble changer de point de vue de la Terre où le trou noir entre en scène, mais les trois stations d'observation ne détectent aucun changement.

Lorsque les observateurs sur la Terre d'examiner les trois stations dans l'espace qu'ils détectent aucun changement dans leurs positions, alors ils demandent à la station spatiale de trois observateurs pour vérifier que Dilabee a changé de position. Les trois stations spatiales sont tous d'accord que les observateurs sur Terre sont fausses. Ils ne voient aucun changement dans l'angle de l'étoile ou de la distance. De leur point de vue Dilabee n'a pas bougé du tout.

Cet effet est bien réel. C'est quelque chose qui a été détectée et mesurée plusieurs fois par des scientifiques du monde entier. Einstein est venu avec une façon géométriques pour décrire cet effet. (Notez que l'exemple que j'ai utilisé jusqu'ici a été à deux dimensions. Autrement dit, les quatre observateurs et les étoiles, tout résidait dans le plan du papier. Dans la nature, cet effet n'est pas limité à deux dimensions.) Si nous faisons tourner le plan du diagramme, la suppression de la troisième dimension familière spatiales, et en le remplaçant par une dimension qui est en dehors de l'espace familier, alors nous pouvons "voir" description graphique d'Einstein de cet effet en permettant la courbure d'être aspiré, et donc picturalement exprimées par , cette dimension inconnue tiers. (Figure 3-7) A partir de ce que nous pouvons voir que la courbure causée par les comptes trou noir pour les changements perçus dans la distance et la direction. Les trois stations spatiales ne sont pas encore détecter tout changement parce qu'ils sont encore en relativement «plat» de l'espace. Ils ne sont pas en observant l'étoile à travers l'espace-temps courbé ou déformé.

Figure 3-7 courbure explique les effets du trou noir. La façon dont les courbes trou noir ou déforme l'espace-temps dans une autre dimension qui explique pourquoi les observateurs de la Terre voir le changement de position étoiles tandis que les stations d'observation n'en ont pas.

Cela nous amène à au moins une explication partielle (description visuelle) de l'espace-temps courbe. Une explication partielle est mieux que pas d'explication, mais serait-il pas agréable d'acquérir une représentation complète de l'espace-temps courbe. N'aurait-il pas merveilleux de pouvoir visualiser cette courbure, sans avoir à supprimer l'une des dimensions familières? Si seulement nous pouvions trouver comment faire cela. Si seulement nous pouvions comprendre comment étendre l'expression d'Einstein sur l'espace courbe d'inclure la dimension spatiale de notre manque d'expérience? Bien que nous y sommes, nous pourrions aussi vouloir tirer pour une représentation qui est aussi capable de révéler le temps courbé. Pour ce faire, nous devons savoir exactement ce que cette courbure est.

Il est important de se rappeler que les diagrammes d'espace-temps d'Einstein sont des expressions déformées d'une caractéristique variable d'espace-temps d'une région à l'autre. Dans notre exemple avec la représentation Dilabee est destiné à indiquer que l'espace est en fait plus entre la Terre et l'étoile tracée quand un objet massif se trouve entre eux. Représentation de la courbure est une représentation schématique de cette augmentation de la quantité d'espace. La pente de cette courbe dépeint comment fortement les mesures changeant spatiale dépendent proximité d'un objet massif. Grâce à cette compréhension nous allons examiner un volume d'espace et de se renseigner sur ce que nous appelons l'effet de courbure. Nous allons dessiner ce que je crois, sont d'importantes conclusions de cet exercice.

Imaginez que notre volume de l'espace est défini comme un cube. (Figure 3-8a) Disons que dans chacun des huit coins du cube, il existe un observateur. Ces observateurs communiquer leurs distances les uns aux autres en permanence. Chaque mesure faite entre les observateurs constate qu'ils sont en complet accord sur leurs positions fixes, et qu'ils ont zéro vitesses relatives. Chaque observateur mesure les distances à chacun des autres coins. Par exemple, une des mesures de la distance à B et C et estime qu'ils sont 90 ° les uns des autres et de distance égale. Grâce à une géométrie simple observateur A peut déterminer la distance que B et C seront mesurer entre eux: fois la distance entre A et B. Chacun des huit observateurs peuvent mesurer les distances aux sept autres observateurs et peut alors calculer les distances que chacun de les stations d'observation d'autres record pour leurs mesures. Tous ces calculs et mesures exactement d'accord.

Maintenant, si nous plaçons un trou noir près du centre de ce cube, (figure 3-8b), qu'allons-nous trouver? Nous allons découvrir que lorsque les distances observateurs mesurent le long des bords ou les faces de ce cube qu'ils mesurent toujours les mêmes distances et les positions qu'ils mesuré avant. Pour cette raison, les observateurs s'attendent à ce que les distances reliant les coins les plus reculés du cube sera identique à ce qu'ils mesuré avant. Mais, quand les observateurs mesurent les distances entre les coins dont la ligne passe par le centre du cube, à partir de C à D, ils trouvent qu'il ya plus d'espace entre eux. C voit que D spatialement plus éloignés et déplacées par rapport à la façon dont il a comparu devant le trou noir a été introduit. D voit aussi C comme étant plus loin et déplacées. En fait, toutes les distances ont augmenté pour les mesures que les chemins d'enquête qui relèvent de la proximité du trou noir. [5] Curieusement, cependant, le volume de l'espace, défini par les positions des huit coins, est resté le même.

Figure 3-8 (a, b) Arpentage volume.

(A) Tous les calculs et les mesures de la distance entre les huit coins d'accord. (B) Mesures qui utilisent les chemins à proximité du trou noir n'est plus d'accord avec les calculs. Ils ont toujours augmenter.

Qu'est-ce que cela signifie? Comment pouvez-vous avoir «plus d'espace dans le même volume? La réponse se révèle être très profond, et pourtant étonnamment simple. Tout comme les triangles ne sont plus définis par un total de 180 ° dans un espace courbe, les volumes de cubes peut varier avec la courbure. Pour visualiser les triangles courbes (objets bidimensionnels), nous avons simplement les placer sur une surface courbe. ( Figure 3-9 ) Mais comment peut-on visualiser des objets en trois dimensions incurvées ou des régions? La réponse fait la postulation d'extra dimensions spatiales cachées ne sont plus arbitraires ou extravagante. C'est cette question qui déclenche une chaîne de raisonnements déductifs qui conduit à l'existence physique incontournable de dimensions supplémentaires.

[PLACEHOLDER FIGURE]

Figure 3-9 triangles sur une sphère et une selle.

Pour répondre à cette question tournons-nous vers un exemple plus familier. Prenons deux cubes de taille égale. L'une est faite de diamants et l'autre est en graphite. Les deux, par conséquent, ne contiennent que du carbone. Si ces cubes sont peints en noir, nous pouvons deviner qu'ils sont en tous points identiques puisqu'on nous dit qu'ils sont composés du même matériau. Mais lors de la cueillette à la fois les cubes jusqu'à nous allons rapidement supposer que l'un est plus lourd que l'autre. Comment peut-on expliquer cela? Ils sont d'un volume égal et sont tous deux faits de carbone, alors comment pourrait leur poids varie?

Naturellement nous nous tournons vers une description de la densité. Nous expliquons que les cubes sont faites de «atomes» ou des particules de faible masse, dans ce cas, des atomes de carbone. A l'intérieur du cube de ces particules de diamants sont emballés plus étroitement ensemble que ce qu'ils sont dans le cube de graphite. ( Figure 3-10 ) En d'autres termes, le cube de diamants est plus dense que le cube de graphite. C'est pourquoi elles peuvent être composées du même matériau, ont les mêmes volumes, mais possèdent des masses différentes ou de poids.

Diamant

Graphite

Figure 3-10 Maillage du diamant et le graphite.

Lorsque le carbone est soumis à une pression moins de 20.000 atmosphères, elle reprend la structure de réseau cristallin du graphite. Plus de 20.000 atmosphères, elle reprend la structure de réseau cristallin du diamant.

Il est important de reconnaître que dans le but d'expliquer le concept de densité, nous devons décrire, ou comprendre, de deux choses: les particules (atomes) et le milieu (l'espace) dans lequel les particules sont distribuées. Si nous n'avions pas assumer ou de visualiser les moyennes (espace) dans lesquels les atomes de résidence, on ne pourrait pas expliquer les densités variables.

Dans notre exemple, des cubes de l'espace, nous trouvons la même situation. Deux cubes de taille égale qui contiennent une quantité différente de 'stuff'. Seulement cette fois le 'stuff' nous faisons référence à l'espace est lui-même. Par conséquent, quand on pense aux implications de l'espace courbe, nous constatons que la courbure est une description de la façon dont les régions de l'espace ne sont pas uniformes. Il exprime que des volumes égaux peuvent contenir des quantités différentes de l'espace. En particulier, les régions proches de masse contiennent plus d'espace que des régions éloignées de masse. Cette prise de conscience engage mention de densités variables pour l'espace, qui à son tour suggère fortement que l'espace lui-même est à particules et que ses pièces sont distribuées au sein d'un milieu qui sert même un fond d'espace. Depuis ce médium permet la dispersion des morceaux de l'espace, il doit posséder des dimensions spatiales qui sont entièrement séparés de la dimension détenus par ces pièces. C'est là que nous allons trouver les dimensions supplémentaires.

Où en sommes-nous? Eh bien, jusqu'ici nous avons constaté que un univers fait de l'espace-temps qui a la propriété de courbure se prête à une ligne de raisonnement déductif, qui nous guide à la conclusion que le tissu de l'espace-temps est composée de paquets quantiques discrets. Ces unités quantiques de l'espace peuvent être organisées avec des densités variables. Le punch line est que cette condition implique l'existence de dimensions supplémentaires littérale. Par conséquent, grâce à un modèle quantique de l'espace-temps, les dimensions supplémentaires sont les hypothèses ne sont plus arbitraires, postulats extravagantes, ou devine inspirée - ils sont les conclusions nécessaires. La nature quantique de l'espace temps l'exige. Pour cette raison, la prochaine étape dans notre quête pour atteindre une carte complète de la réalité physique doit être d'explorer cette structure quantifiée de l'espace-temps. Nous commencerons par examiner d'autres indices de la sphère microscopique qui conduisent à cette conclusion, et ensuite nous allons considérer les propriétés de ces éléments individuels de l'espace.

[Continuer à Chapitre Quatre]

Du livre à paraître:

Einstein Intuition
par Thad Roberts

Représentée par
Sam Fleishman
Littéraire représentants d'artistes
New York, New York

NOTES:

[1] Rappelez-vous que les paramètres indépendants, ou des bits d'information, doit nous dire quelque chose au sujet de la métrique de la réalité physique. En d'autres termes, ils doivent se rapporter à «où» ou «quand» un événement se produit. Couleur, comme il s'avère, est quelque chose qui est déjà encodée dans la métrique lorsque nous incluons toutes les dimensions. À n'importe quelle couleur de taux ne nous disent rien sur où et quand quelque chose est.

[2] La dimension spatiale ajoutée a été posée comme circulaire. C'est un point important qui entreront en jeu plus tard. Kaluza avait produit cinq des quantités supplémentaires. Quatre d'entre eux pourraient être utilisés pour produire des équations électromagnétiques de Maxwell. Walter Isaacson, Einstein.

[3] Même les physiciens éminents d'aujourd'hui ont un moment difficile de leur emballage esprits autour des dimensions supérieures. Ils semblent avoir prématurément sauté sur le «impossible» train en marche - affirmant que parce qu'ils n'ont pas visualisé de dimensions supérieures royaumes, il doit être impossible. Par exemple, dans son récent livre Hyperspace, Michio Kaku reflète la tendance actuelle à accepter cette impossibilité quand il a dit: «Comment pouvons-nous voir la quatrième dimension spatiale? Le problème est, nous ne pouvons pas. Supérieur espaces dimensionnels sont impossibles à visualiser - alors il est vain d'essayer, même "Michio Kaku, l'odyssée scientifique à travers des univers parallèles, Warps Time, et la dimension 10ème (New York: Anchor Books, 1995)..

Stephen Hawking est d'accord avec les mots, «Il est impossible d'imaginer un espace à quatre dimensions. Personnellement, je trouve assez dur de visualiser en trois dimensions d'espace »(Hawking, Une brève histoire du temps», p. 24.) De l'avis de Lisa Randall: «Il ne s'agit pas de penser à des dimensions supplémentaires, mais essayez d'imaginer eux que menace de être déstabilisant. Essayer de tirer un monde de dimensions supérieures conduit inévitablement à des complications. "(Lisa Randall, Passages Warped)

Le Dr Randall croit en l'existence physique des dimensions supplémentaires, elle n'a tout simplement pas qu'il soit possible de les visualiser sur un côté du dimensions familières. Cette attitude a des racines très fortes dans la philosophie de l'histoire. La tragédie moderne métaphysique qui s'accroche à cette affirmation presque unanimement acceptée peut être résumée en Emmanuel Kant (1724-1824) conclut que «depuis que nous avons un manque d'accès direct à la« réalité en soi », nous sommes limités à ce que nous percevons." (Diane Barsoum Raymond, l'existentialisme et de la tradition philosophique.) L'incapacité supposée de visualiser ou de conceptualiser des cartes de dimensions supérieures forces complètement cette conclusion.

Tout cela fait écho aux sentiments de Werner Heisenberg qui donnent le ton pour la physique moderne, avec l'affirmation selon laquelle nous devrions «renoncer à toute tentative de construire des modèles perceptifs des processus atomiques.» (Werner Heisenberg, «Physique et au-delà», New York, Harper & Row, 1971, p. 76.)

Malgré l'échec historique de le faire, en visualisant les royaumes supérieurs dimensions n'est pas impossible. Avec la perspicacité droite, il est en fait assez simple. Il est réalisé à travers des niveaux de la hiérarchie dimensionnelle réaliser en permettant au tissu de l'espace-temps qui sera composé de constituants pointillé résidant dans un volume de dimensions superspatial. À la fin de ce livre, nous serons tous en mesure de visualiser plus de trois dimensions spatiales simultanément.

[4] Notez que je n'ai pas choisi (x, y, z, i, j, k, t) en dépit des lois de la mécanique quantique exigent l'existence de «imaginaire» des dimensions pour chaque dimension spatiale. C'est parce que les dimensions qui permettent la représentation de courbure sont en fait séparée de la dimension liée à «imaginaire» des caractéristiques qui décrivent les systèmes mécaniques quantiques. Compactifiées versions de ces «imaginaire» des dimensions entrent en jeu plus tard.

Les trois lettres grecques s, m, d (minuscule sigma, mu et delta,) ont été pris comme des éléments phonétiques du mot sanscrit Samâdhi.

[5] Les signaux lumineux aussi prendre plus de temps à voyager à travers les régions à forte courbure, parce qu'ils ont à parcourir plus d'espace. Ceci est connu comme l'effet Shapiro.