بعد چهارم || بحثی پیرامون فضاهای چندبعدی و ابعاد اضافی
سلام ؛
ایـن تاپیک رو برای گفتگو در مورد درک فضاهای تک بعدی ، دو بعدی ، سه بعدی ، 4 بعدی و ... ایجاد کردم. ما در اینجا به ماهیت
این فضاها پی میبریم ( شایدم نبریم!! )
چـیزی که ما در این جهان با چشمانمان مشاهده میکنیم اینطور به نظر میرسد که جهان اطراف ما سه بعدی است... در حالی که
نظریه ی ابر ریسمان ادعا میکند ما در جهانی ده بعدی زندگی میکنیم که ازین ده ، نه تا مربوط به فضا و دهمین بعد ، بعــد زمـــان
میباشد.
صور چهاربعدی را بهتر درک کنیم!
یک جهان 4بعدی چگونه خواهد بود؟ منظور از بعد چهارم زمان نیست بلکه بعدی فیزیکی است که بر سه بعد ما عمــــود اســـت.
برای درک بهتر این بعد بهتر است بعد سوم را با بعد دوم مقایسه کنیم. با این کار ما می‌توانیم رابطه این دو را به رابطــــــه بعــــد
سوم و چهارم تعمیم دهیم. خوب ما میدانیم که یک کاغذ دو بعد دارد (از ضخامت صرف نظر کنید): طول و عرض مـــا مــــی‌‌توانیم
این دو خط را در کاغذ بر هم عمود رسم کنیم اما آیا می‌توانید خط سومی هم روی کاغذ عمود بر ان دو رســم کنیــــد؟ نه بـــرای
رسم این خط ما به بعد سوم نیاز داریم. در مورد بعد چهارم هم همینطور است: بعدی که می‌توان از ان خطی بر مکعـــب عمـــود
کرد. به بعد دوم بر می‌گردیم. بیاید حیاتی را در بعد دوم در نظر بگیریم در این جهان دو بعدی موجوداتی زندگی می‌‌کننـــد: مربع‌ها
مثلثها چند ضلعی‌ها و دایره. حالا سراغ مربع میرویم. این موجود اطرافیان و اجسام را به صورت خط میبیند دقت کنیــد خـــود ما
هم اطراف خود را دو بعدی می‌‌بینیم (مضحک به نظر میرسد!) ولی خیلی ساده دوری و نزدیکی را درک میکنیم. ایــــن موجـــود
هم مثل ما است ولی یک بعد کمتر میبیند! حالا خود را فرض کنید که دارید به ان مربع نگاه میکنید. چه می‌‌بینید؟ شما می‌توانید
هم خود مربع و هم پشت و هم داخل بدن مربع را یک زمان ببینید! این برای مربع غیر قابل درک است که کسی بتوانــد داخل بدن
او را ببیند. همان طور که ما نمی‌توانیم درک کنیم که یک موجود چهار بعدی می‌‌تواند داخل بدن ما را ببیند! ما می‌‌توانیـم یک بطری
دو بعدی آب را بدون باز کردن در آن بخوریم!. یا یک گاو صندوق دو بعدی را خالی کنیم ! حالا فرض کنید ما یک کره را داخــــل دنیای
آقای مربع بیاندازیم. او چه خواهد دید؟ او اول یک نقطه میبیند که از هیچ به وجود آمده و هر لحظه به قطر آن افزوده و سپس کم
و ناپدید می‌شود! پس اگر یک کره چهار بعدی در جهان ما بیفتد ما یک نقطه می‌‌بینیم که به یک کره تبدیل می‌شود و سپــــس هر
لحظه بزرگ‌تر می‌شود. سپس کوچک و نا پدید می‌شود
بعد چهارم -=در ریاضیات ، فیزیک و برخی از علوم دیگر علاوه بر مختصات فضایی زمان نیز حضور دارد. وابستگی مسایل بـه زمـان
در بررسی فضایی و نمایش محوری تحت عنوان بعد چهارم مطرح است که با ادغام این بعد با مختصه‌های فضایی ، زمــــان تحـــت
عنوان بعد چهارم مورد مطالعه قرار می‌گیرد...
خلاصه ای از داستان ابعاد اضافه [قسمت اول]
توو این متن ساده سعی کردم به طور خلاصه مطالبی پیرامون این ابعاد اضافی براتون تایپ کنم و پیشنهاد میکنم اگر چیزی در مورد این ابعاد نمیدونید حتمن مطالعه کنید و البته اگر آشنایی دارید مطئنن مرورش خالی از لطف نخواهد بود.
نیوتون (تلفظ درستش نوو ت-دون) اواخر سال 1600 نظریه ی جاذبه ای به جهان عرضه کرده بود که به خوبی کار می کرد و برای مثال سقوط سیب از روی درخت، حرکت سیارات و ... رو توضیح میداد. همه اینها با نظریات نیوتون قابل توضیح بود اما انیشتین فهمید که نیوتون مواردی رو از داستان خارج کرده به خاطر اینکه حتی خود نیوتون نوشته بود که با اینکه فهمیده چطور میشه تاثیر جاذبه رو محاسبه کرد اما هیچوقت درک نکرده که جاذبه واقعن چطور کار میکنه و نیوتون برای مثال نفهمیده چطور خورشید که 149000000 کیلومتر از زمین فاصله داره از فضای خالی بر روی حرکت زمین تاثیر میذاره. این سوالی بود که انیشتین تصمیم گرفت بهش پاسخ بده تا نشون بده که گرانش چطور کار میکنه.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
سال 1907 سالی هست که انیشتین (تلفظ درستش آنستاین**) در حال کشف نسبیت خاص بود و تصمیم گرفت در رابطه با یک پروژه ی جدید کار کنه و این پروژه همون تلاش برای فهم درست جاذبه بود. انیشتین فهمید واسطه ای که جاذبه رو انتقال میده خود فضاست.
فرض کنید فضا زیر لایه ی همه چیز هست. انیشتین گفت که وقتی ماده نباشه فضا صاف و تخت میشه اما اگر ماده در فضا وجود داشته باشه برای مثال همون خورشید باعث میشه که بافت فضا انحنا پیدا کنه یا اصطلاحن خم بشه و همین موضوع هست که جاذبه رو انتقال میده. این رو هم اضافه کنم که هرچیزی فضای اطرافش رو خم میکنه حتی زمین و ماه و ... . این ایده در سال 1919 با مشاهدات نجومی مورد آزمون قرار گرفت و خب درست کار میکرد و جاذبه رو هم توضیح میداد.
این همون چیزی بود که فردی به نام تیودور کلوتزا رو به فکر انداخت. اون هم مثل انیشتین دنبال چیزی بود که اون رو نظریه یکپارچه* بهش میگیم. در سال 1919 یک ریاضیدان که تا اون زمان گمنام بود به اسم تیودور کلوتزا یک ایده ی عجیب رو مطرح کرد. اون گفت که ممکنه جهان ما ابعادی بیشتر از سه بعد داشته باشه یعنی علاوه بر چپ-راست، بالا-پایین و جلو-عقب ابعاد دیگری هم موجود باشه که به دلایلی قابل مشاهده نیستن. در اون زمان خیلی از افراد به این تئوری اشکال گرفتن و گفتن که منطبق بر واقعیت نیست اما همین ایده تاثیر زیادی بر فیزیک قرن گذشته داشته.
کلوتزا با خودش گفت انیشتین تونسته جاذبه رو با پیچش ها و خمیدگی های فضا (در واقع فضا-زمان) توضیح بده پس شاید بشه همین کار رو با نیروی شناخته شده ی دیگری هم کرد که منظور همون نیروی الکترومغناطیس هست (ما امروزه نیرو های دیگری رو هم میشناسیم اما خب اون زمان تنها چیزی که روش فکر میکردن همین بود) یعنی با پیچش و انحنا بشه نیروی الکترومغناطیس رو توضیح داد اما سوالی پیش میومد و اون سوال اینکه پیچش و انحنا در چی؟! به نظر نمی اومد چیز دیگه ای برای پیچش و خمیدگی موجود باشه پس کلوتزا گفت شاید ابعاد دیگه ای وجود داشته باشه. اون گفت شاید اگر بخوام یک نیروی دیگه رو توضیح بدم نیاز به یک بعد اضافه داشته باشم پس جهان رو چهار بعدی در نظر گرفت و فرض کرد پیچش ها و خمیدگیها در اون بعد چهارم هستش.
حالا مسئله اینجاست که کلوتزا معادلات توصیفگر پیچش ها و خمیدگی ها رو در چهار بعد نوشت (با چهار بعد فضا به جای سه بعد) و جالب اینجاست که به همون معادلاتی رسید که انیشتین در سه بعد به اون رسیده بود اما به خاطر یک بعد اضافی یک معادله ی اضافی هم بدست آورده بود. وقتی کلوتزا این معادله اضافی رو دید چیزی نبود جز همون معادله ای که دانشمندان اون رو با عنوان معادله ی توصیف کننده نیروی الکترومغناطیس میشناختن!
شگفت آور بود و کلوتزا دور تا دور خونه اش میدوید و فریاد میزد که نظریه یکپارچه رو یافتم.
ادامه در [قسمت دوم] خواهد بود و توضیحات بیشتری رو در بر میگیره و شاید کمی هم تخصصی تر بشه؛ البته هر وقت حوصله کنم تایپ میکنم (: دی). اگر در مورد مطلب بالا سوال دارید یا اینکه اصطلاح خاصی رو آشنایی ندارید باهاش حتمن بگید تا توضیح بدم.
_____________
* یک نظریه ی واحد که قادر هست تمام نیروهای طبیعت رو در قالب میشه گفت یک معادله ی جامع توضیح بده.
** البته این تلفظ آمریکایش هست و تلفظ انگلیسی اون آینستاین. [تلفظ انگلیسی به نقل از امین عنوان شد]
آکسفورد:
/"ʌɪnstʌɪn/
لانگ من:
/ˈaɪnstaɪn/
