Моделирование движения камеры в четырёхмерном пространстве.
Представление мира в различных измерениях меняет то, как мы воспринимаем все вокруг, включая время и пространство. Думать о разнице между двумя измерениями и тремя измерениями легко, но что насчет четвертого? Важно понимать, что имеют в виду ученые и другие исследователи, когда говорят о различных измерениях: наш мир имеет три пространственных измерения: ширину, глубину и высоту, а четвертым измерением может быть время. Ученые много лет проводят исследования в попытках выяснить что же такое четвертое пространственное измерение, однако по причине того, что наблюдать четвертое измерение мы не можем, доказательства его существования найти очень трудно.
Чтобы лучше понимать, на что может быть похоже четвертое измерение, давайте поближе посмотрим на то, что именно делает три измерения трехмерными, и, следуя этим идеям, подумаем о том, что такое четвертое измерение. Итак, длина, ширина и высота составляют три измерения наблюдаемого мира. Все три измерения мы можем наблюдать благодаря эмпирическим данным, а также органами чувств такими как зрение и слух.
Определить положение точек и направления векторов в трехмерном пространстве можно вдоль опорной точки. Проще всего представить себе трехмерное пространство как трехмерный куб с тремя пространственными осями, которые определяют ширину, высоту и длину куба. Оси движутся вперед и назад, вверх и вниз, влево и вправо вместе со временем измерением, которое мы непосредственно не наблюдаем, но воспринимаем. При сравнении 3D и 4D, учитывая наблюдения трехмерного пространственного мира, четырехмерный куб будет Тессерактом объектом, который движется в трех измерениях, которые мы и воспринимаем и в четвертом, которое е можем наблюдать.
Четырехмерный куб (тессеракт) выглядит так
Еще больше статей о последних открытиях в области
теоретической физики и высоких технологий читайте на нашем канале
в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на
сайте.
Как пишет Sciencing.com, поскольку трехмерные существа отбрасывают тень на двумерную поверхность Куба, это привело исследователей к предположению о том, что четырехмерные объекты отбрасывают трехмерную тень. Вот почему можно наблюдать «тень» в трех пространственных измерениях, даже если непосредственно наблюдать четыре измерения нельзя.
Математик Генри Сегерман из университета штата Оклахома создал и описал свои собственные 4-мерные скульптуры. Точно так же, как трехмерный объект отбрасывает двумерную тень, Сегерман утверждал, что его скульптуры являются трехмерными тенями четвертого измерения. Хотя эти примеры теней не дают прямых способов наблюдения четвертого измерения, они являются хорошим индикатором того, как думать о четвертом измерении.
Фигуры математика Генри Сегермана выглядят так
Математики часто приводят аналогию с муравьем, идущим по листу бумаги, описывая границы восприятия относительно измерений. Муравей, идущий по поверхности бумаги, может воспринимать только два измерения, но это не значит, что третьего измерения не существует. Это просто означает, что муравей может непосредственно видеть только два измерения и выводить третье измерение через рассуждения об этих двух измерениях. Точно так же люди могут размышлять о природе четвертого измерения, не воспринимая его непосредственно.
Вам будет интересно:
Мозг строит странные структуры в 11 измерениях
Четырехмерный куб Тессеракт это один из примеров того, как трехмерный мир, описываемый x, y и z, может расширяться в четвертый. Математики, физики и другие ученые могут представлять векторы в четвертом измерении, используя четырехмерный вектор, который включает в себя другие переменные, такие как w. Геометрия объектов в четвертом измерении более сложна, так как включает в себя 4-многогранники, которые являются четырехмерными фигурами. Эти объекты показывают разницу между 3D и 4D изображениями.
То, как выглядели бы существа или жизнь в четырех измерениях, занимало ученых и других специалистов на протяжении десятилетий. В рассказе писателя Роберта Хайнлайна 1940 года «Дом который построил Тим» речь шла о постройке здания в форме Тессеракта. Писатель Клифф Пиковер представлял себе четырехмерных существ как «воздушные шары телесного цвета, постоянно меняющиеся в размерах. Эти существа будут казаться вам разрозненными кусками плоти, точно так же, как двумерный мир позволяет вам видеть только поперечные сечения и остатки мира трехмерного.»
Кадр из мультсериала «Футурама», 15 серия 7 сезона. Перед вами герои в 2D
Четырехмерная форма жизни может видеть вас изнутри точно
так же, как трехмерное существо может видеть двумерное со всех
сторон.
Джон Нортон из Отдела истории и философии науки Питтсбургского университета считает, что можно прийти к пониманию природы четвертого измерения, задавая вопросы о том, что делает одно -, двух — и трехмерные объекты и явления такими, какие они есть, экстраполируя их в четвертое измерение. Существо, живущее в четвертом измерении, может обладать таким «стереовидением», описанным Нортоном, чтобы визуализировать четырехмерные образы, не будучи стесненным тремя измерениями.
Однако точно ответить на вопрос о том, существуют ли 4D существа сегодня не может никто. Я полагаю, что даже концепция 4D-пространства ожесточенно обсуждается в физических лабораториях, хотя некоторые теории, такие как Теория струн и М-теория, используют существование нескольких измерений для объяснения нашей Вселенной. Важно также отметить, что биологически 4d жизнь не может существовать. А что вы думаете по этому поводу? Присоединятйесь к обсуждению этой темы в комментариях, а также с участниками нашего Telegram чата.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Новый взгляд на человеческий мозг показывает его клеточных обитателей во всей их дикой и странной красе. Карта, составленная из крошечного кусочка мозга женщины, показывает различные формы 50 000 клеток и 130 миллионов связей между ними.
В пр
Будущие миссии по исследованию Венеры помогут ответить на многочисленные вопросы об этом адском мире.
Видимая ночью и исчезающая с первыми лучами Солнца, Венера является самым ярким телом в небе после Солнца и Луны. Наблюдаемая ночью
Перед вами электронная птихографическая реконструкция кристалла ортоскандата празеодима (PrScO3), увеличенная в 100 миллионов раз.
В 2018 году исследователи из Корнельского университета построили мощный детектор, который в сочетан
Новые снимки Юпитера видимом,
инфракрасном и ультрафиолетовом свете должны помочь ученым
выяснить, что является движущей силой образования массивных штормов
газового гиганта.
Несмотря на то, что Юпитер был известен с глубокой древнос
Симбиоз морской лилии и коралла
У берегов Японии обнаружены формы жизни, которые считались вымершими 270 миллионов лет назад. Речь идет о морских лилиях и шестилучевых кораллах, которые с очень давних времен имеют максимально тесн
Исследователи создали самую большую в истории карту темной материи невидимого вещества, на долю которого, как считается, приходится 80 процентов всей материи во Вселенной.
В течение десятилетий астрономы подозревали, что во Вселенной бо
Исследование Института Нильса Бора раскрывает новые подробности того, что произошло в первые микросекунды после Большого взрыва
Исследователи из Копенгагенского университета выяснили, что произошло с определенным видом плазмы самой первой
Наша Галактика быстро движется к массивной области космического пространства Великому аттрактору.
Хотя это может казаться неочевидным, галактики не просто случайным образом распределены во Вселенной. Вместо этого они сгруппированы в бо
Перед вами цветной рентген-снимок Вселенной в ее самый обычный день: ускорение и распад материи, нагретой до сверхвысоких температур, обжигающий газ, ненасытные черные дыры и взрывы звезд.
Вопрос о том, что находится за пределами Вселенной п
Млечный Путь, галактика, в которой мы живем, является одной из сотен миллиардов галактик, разбросанных по всей Вселенной. Их разнообразие ошеломляет: спиральные, кольцевые галактики в форме усыпанных звездами петель и древние галактики, которые затмев
Наши знания о Вселенной увы, недостаточны, чтобы понять, что происходило в первые доли секунды после ее рождения.
Считается, что наша Вселенная родилась 13,8 миллиардов лет назад после Большого взрыва и с тех пор расширяется с ускор
Может ли квантовая физика являться ключом к пониманию Вселенной?
Удивительная способность предков каждого из ныне живущих на планете людей к выживанию позволила нам с вами наслаждаться всеми благами и достижениями цивилизации. Но раз уж на
Перед вами электронная птихографическая реконструкция кристалла ортоскандата празеодима (PrScO3), увеличенная в 100 миллионов раз.
В 2018 году исследователи из Корнельского университета построили мощный детектор, который в сочетан
Темная материя не участвует в электромагнитном взаимодействии, а значит, не подлежит прямому наблюдению.
Совсем недавно, в 2014 году, астрофизики Лиза Рэндалл и Мэтью Рис из Гарвардского университета предположили, что самые большие гравитацио
Ух! Переда вами бозонный аналог перехода от конденсата Бозе-Эйнштейна к сверхтекучей жидкости Бардина-Купера-Шриффера в газе Ферми.
Автором нового исследования, опубликованное в журнале Nature, похоже удалось решить одну из самых важных задач
Физики разработали методику для
окончательного обнаружения темной материи
Нашу Вселенную формирует нечто, что мы c вами не можем непосредственно наблюдать. Эта таинственная субстанция, называемая темной материей, заполняет 85% Вселенно
Специальные световые волны проникают
сквозь непрозрачные материалы.
Исследователям из Венского технологического университета и Утрехтского университета удалось проникнуть в непрозрачный материал с помощью специальных световых волн, как бу
