Γιατί ο χώρος έχει τρεις διαστάσεις;

Γιατί να μην έχει δύο, ή τέσσερις, ή επτά; Διότι αν συνέβαινε κάτι τέτοιο, τότε η φυσική δεν θα λειτουργούσε σωστά(*)

Ένα πρόβλημα είναι ότι τα ηλιακά συστήματα δεν είναι σταθερά σε περισσότερες από τρεις διαστάσεις. Το δεύτερο (παρόμοιο) πρόβλημα είναι ότι ούτε τα άτομα θα ήταν σταθερά. Η εξίσωση Schrödinger για το άτομο του υδρογόνου δίνει δεσμευμένες καταστάσεις μόνο σε τρεις διαστάσεις.

Ακόμη ένα κβαντικό πρόβλημα είναι ότι το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής λειτουργεί μόνο σε ακριβώς τρεις χωρικές διαστάσεις. Βασίζεται στην κβαντική θεωρία πεδίου, όπου τα σωματίδια μπορούν να υποστούν άπειρες εικονικές διεργασίες. Οι υπολογισμοί στην κβαντική θεωρία πεδίου συνήθως οδηγούν σε άπειρα αποτελέσματα. Σε τρεις διαστάσεις, αυτά τα άπειρα μπορούν να απορροφηθούν σε έναν πεπερασμένο αριθμό μετρήσιμων σταθερών, μέσω μιας διαδικασίας που λέγεται επανακανονικοποίηση, κάτι που δεν συμβαίνει σε περισσότερες ή λιγότερες διαστάσεις.

Επιπλέον, υπάρχει και το ζήτημα της πολυπλοκότητας. Η χαοτική δυναμική σε συνεχή χρόνο απαιτεί τουλάχιστον τρεις διαστάσεις. Σε λιγότερες διαστάσεις το χάος δεν είναι δυνατό, ενώ σε περισσότερες γίνεται υπερβολικά έντονο.

Συνοψίζοντας, οι τρεις διαστάσεις απαιτούνται για να έχουμε σταθερές πλανητικές τροχιές, σταθερά άτομα, ένα συνεπές Καθιερωμένο Πρότυπο και πολυπλοκότητα στο όριο του χάους.

Ίσως λοιπόν ο χώρος να έχει τρεις διαστάσεις επειδή μόνο τότε μπορούν να υπάρξουν παρατηρητές που να θέσουν την ερώτηση.

περισσότερες λεπτομέρειες στο βίντεο που ακολουθεί:

(*) Ο φυσικός που δημοσίευσε για πρώτη φορά επιστημονική εργασία με σκοπό να εξηγήσει γιατί ζούμε σε τρεις διαστάσεις ήταν ο Paul Ehrenfest(*). Η εργασία του είχε τίτλο «In that way does it become manifest in the fundamental laws of physics that space has three dimensions?» . 
Ο Paul Ehrenfest ανήκε στην περίφημη Σχολή της Κοπεγχάγης και η συμβολή του στην θεμελίωση της κβαντικής φυσικής ήταν πολύ σημαντική. Όμως το τέλος του ήταν τραγικό. Στις 25 Σεπτεμβρίου του 1933 έφτασε στο Άμστερνταμ, για να επισκεφτεί τον μικρότερο γιό του Βάσικ, που βρισκόταν σε ίδρυμα για παιδιά με σοβαρή νοητική καθυστέρηση. Καθώς έπασχε από βαριά μορφή κατάθλιψης αποφάσισε ότι ο γιός του έπρεπε να απαλλαγεί από τη δυστυχία του ταυτόχρονα με τον ίδιο. Έτσι ο Ehrenfest τον πήγε σε ένα γειτονικό πάρκο, έβγαλε το περίστροφο και πυροβόλησε πρώτα τον Βάσικ και στη συνέχεια τον εαυτό του. Ο γιος  δεν πέθανε, αλλά έχασε την όρασή του από τη σφαίρα, ενώ ο θάνατος του πατέρα ήταν ακαριαίος.



Κατηγορίες:ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ, ΣΥΜΠΑΝ, ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ, ΦΥΣΙΚΗ

Ετικέτες:

7 replies

  1. Ξενοφών Σεβαστακης's avatar

    Ο χώρος έχει τέσσερεις διαστάσεις που μπορούμε να αντιληφθούμε και είναι απαραίτητες στην φυσική είναι ο τρισδιάστατος χώρος στον χρόνο ή χωροχρόνος.Χωρις το χρόνο δεν θα μπορούσαμε να μετρήσουμε τον Ρυθμό Μεταβολής της κίνησης (επιτάχυνση) για έναν παρατηρητή και να κατανοήσουμε την κβαντική και πυρηνική φυσική σε πειραματικό επίπεδο καθώς και την κίνηση των σωμάτων σε ένα μεταβαλλόμενο- κινουμενο σύστημα αναφοράς δηλαδή την κίνηση στο σύμπαν.

    Επίσης ουσιώδες είναι ότι η αντίληψη μας για τις πραγματικές διαστάσεις του χώρου είναι εσφαλμένη και ένα απλό πειράματα του λάστιχου του ποτίσματος με μεταβολή της απόστασης παρατήρησης το αποδεικνύει. Ένα λάστιχο ποτίσματος είναι μονοδιάστατο γραμμή όταν το βλέπουμε από μεγάλη απόσταση όμως καθώς πλησιάζουμε αποκτά δύο και τρεις διαστάσεις. Όταν το πιάσουμε στα χέρια.μας και κοιτάξουμε μέσα και κοιτάξουμε μέσα ο τρισδιάστατος χώρος αποκαλύπτει και μια τέταρτη διάσταση αυτή του κενού στο εσωτερικό του σωλήνα. Επίσης η κίνηση ενός ψύλλου σε ένα μεγάλο φουσκωμένο μπαλόνι για τον ψύλλο όπως και για τον άνθρωπο στην γη δεν δίνει άμεση αντίληψη για την τρίτη διάσταση του μέσου.

    Οι παρατηρήσεις αυτές είναι η αρχή της διερεύνησης του πολυδιάστατου χώρου και της θεωρίας των χωρδών και των Μεμβρανών.

    • Το άρθρο αναφέρεται αποκλειστικά στις χωρικές διαστάσεις. Ο χρόνος δεν είναι χωρική διάσταση και δεν λύνει το πρόβλημα της σταθερότητας τροχιών, ατόμων ή κβαντικών θεωριών. Τα παραδείγματα με το λάστιχο και το μπαλόνι αφορούν τη δυνατότητα ύπαρξης συμπαγών ή μη άμεσα αντιληπτών διαστάσεων, όχι τον αριθμό των μακροσκοπικών χωρικών διαστάσεων.

  2. ο χρόνος είναι σίγουρα η τέταρτη διάσταση,αλλά εμείς κοινουμαστε,πάνω στο χρόνο,μόνο σε μια κατεύθυνση….μόνο μπροστά,άρα έχουμε κανουμε με μισή διάσταση …

    • Μαθηματικά ο χρόνος είναι προφανώς «ολόκληρη» διάσταση και δεν είναι διάσταση του χώρου. Είναι η 4η συνιστώσα του χωρόχρονου διαφορετικού τύπου από τις χωρικές διαστάσεις με διαφορετικό πρόσημο στη μετρική του χωροχρόνου.

  3. επομενως ο χώρος έχει μόνο 3 διαστάσεις γιατί όντως έτσι λειτουργεί ή φυση ή γιατί διαφορετικά δεν θα λειτουργούσε η φυσική που γνωρίζουμε;;;

  4. στο τέλος του βίντεο η Sabine Hossenfelder λέει:
    αυτοί λοιπόν είναι οι 4 λόγοι για τους οποίους χρειαζόμαστε 3 χωρικές διαστάσεις (σταθερές πλανητικές τροχιές, σταθερά άτομα κλπ). Γιατί; Δεν ξέρω. Ίσως το σύμπαν απλά να προτιμά πράγματα που εμφανίζονται σε τριάδες.

  5. Συμπαθέστατοι συνάδελφοι φυσικοί: σας θαυμάζω για την ωραία γλώσσα, εξήγηση, γνώσεις και άψογη διατύπωση στο διάλογο σας! Και χαίρομαι ιδιαίτερα μάλιστα, σκεφτόμενος ότι πιθανότατα είστε νέοι επιστήμονες (<60 ετών) και μου θυμίζετε τον εαυτό μου πριν πολλά χρόνια όταν σκεφτόμουν κι εγώ αυτά τα πράγματα!. Λοιπόν, η απάντηση πιστεύω ότι είναι η εξής: Έτσι ήθελε ο Θεός να τα φτιάξει! Ο άνθρωπος από τη στιγμή της γέννησης μέχρι τη στιγμή του θανάτου του, έχει εγκέφαλο φτιαγμένο να αντιλαμβάνεται μόνο τρεις χωρικές διαστάσεις. Είμαστε λοιπόν εγκλωβισμένοι στις x,y,z και είναι πολύ θαυμαστό το ότι καταφέραμε όλα αυτά στην Φυσική και τα Μαθηματικά! Δεν πρόκειται ποτέ να αντιληφθούμε και να κατανοήσουμε την Σοφία του Θεού, ο οποίος μπορεί να παράγει ενέργεια από το μηδέν και να ξεπερνά την ταχύτητα του φωτός για πλάκα! Εδώ 4 ημερών νεκρό ανέστησε…Ο μόνος που έχει και βρίσκεται σε περισσότερες χωρικές διαστάσεις είναι ο Θεός που παρεμπιπτόντως είναι η μόνη άχρονη ύπαρξη. Μόνο όταν αποβάλλουμε την ύλη μας και φύγουμε από τον υλικό κόσμο, τότε αυτόματα, με το δεύτερο ζευγάρι «μάτια» που έχουμε, τα μάτια της άφθαρτης και άυλης ψυχής μας θα τα καταλάβουμε όλα…

Αφήστε απάντηση στον/στην Michael Ακύρωση απάντησης

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.