Почему у нашей Вселенной пространство имеет три измерения. Привет от науч-попа)

Почему у нашей Вселенной пространство имеет три измерения
Возможно, природа «пыталась» несчетное число раз создавать вселенные с самыми разными свойствами. Мы живем в «наиболее удачном» (для нас) экземпляре этого вечного «творения». В нашей Вселенной физические условия оказались наиболее подходящими для возникновения жизни. Как показывает анализ, возникновение сложных структур, а тем более жизни, во вселенных, где пространство имеет два или, допустим, четыре измерения, невозможно. Рассмотрим этот важный вопрос подробнее. Почему у нашей Вселенной пространство имеет именно три измерения — длину, ширину и высоту, а не, скажем, два или пять измерений? То, что здесь кроется какая-то загадка, физики осознали достаточно давно. Еще известный австрийский физик Э. Мах прямо поставил вопрос: «Почему пространство трехмерно?»  Чтобы попытаться осознать суть этой проблемы, можно постараться представить, что было бы, если бы пространство имело число измерений, отличное от трех. Посмотрим, что при этом произойдет с простейшими взаимодействиями. Одним из самых простых примеров физических взаимодействий является закон Кулона для покоящихся зарядов и закон Ньютона для тяготеющих масс. В обоих случаях сила взаимодействия ослабевает обратно пропорционально квадрату расстояния. Но еще немецкий философ И. Кант понял, что закон обратных квадратов есть следствие трехмерности нашего пространства.
В самом деле, почему сила, например, электростатического взаимодействия ослабевает с расстоянием? Наиболее наглядный ответ заключается в том, что с ростом расстояния силовые линии поля распределяются на все большей поверхности сферы, охватывающей заряд и имеющей радиус, равный расстоянию, разделяющему заряд и пробную частицу. Площадь сферы растет как квадрат радиуса, значит, плотность силовых линий, пронизывающих эту сферу, уменьшается обратно пропорционально квадрату радиуса, что и определяет закон изменения силы. Но сказанное справедливо только в трехмерном пространстве. Если пространство четырехмерно, то площадь трехмерной сферы (геометрического места точек, равноудаленных от центра в четырехмерном пространстве) пропорциональна уже кубу радиуса, для пространства пяти измерений эта площадь пропорциональна радиусу в четвертой степени, и так далее. Отсюда получается и закон изменения электростатической и гравитационной силы в многомерном пространстве. Почему так важно изменение закона падения силы в пространстве с разной размерностью?  Из механики известно, что для существования устойчивых круговых орбит необходимо, чтобы центробежные силы уменьшались с расстоянием быстрее, чем сила притяжения. Иначе движение по кругу будет неустойчивым и малейшее возмущение приведет либо к падению заряда к центру, либо к удалению его в бесконечность. А отсутствие устойчивых круговых орбит означает отсутствие вообще связанных состояний, когда заряд движется в ограниченной области пространства вокруг центрального тела. Из сказанного следует, что для существования связанных состояний необходимо, чтобы размерность пространства была не более трех Естественно, все сказанное о зарядах справедливо и для движений под действием тяготения, так как закон Ньютона похож на закон Кулона.
Полученный выше вывод представляется неожиданным. На первый взгляд кажется, что с увеличением числа измерений пространства открываются новые возможности для усложнения движений в нем тел, а значит, и для существования более сложных структурных образований. На деле же оказывается, что в таких пространствах нет связанных устойчивых систем тел, взаимодействующих электрическими и гравитационными силами, то есть в них не может быть ни атомов, ни планетных систем, ни галактик!
С другой стороны, если бы пространство было двухмерным или даже одномерным, то в таких пространствах взаимодействующие заряды противоположных знаков никогда не могли бы улететь на сколь угодно большие расстояния. Здесь силы падают с расстоянием слишком медленно, и какую бы начальную скорость ни придать заряду, центральное тело своей силой притяжения остановит улетающий заряд и заставит его двигаться к себе. В таких пространствах не существовало бы свободного движения притягивающихся тел. И только в трехмерном пространстве возможны и связанные и свободные состояния, тела могут кружить друг около друга, а при большой скорости могут разлететься.
После всего сказанного, наверное, не столь странно выглядит утверждение, что если природе пришлось много раз пробовать «создавать» вселенные с разным числом измерений пространства, то только при трехмерном возникали бы возможности для существования и связанных гравитирующих систем, и свободных тел, для существования связанных и свободных состояний движения электронов в атомах. Значит, только в этом случае возможно возникновение очень сложных и разнообразных структур, обладающих возможностью возникать и распадаться. Только здесь есть возможность изменчивости, эволюции, возникновения жизни, а следовательно, именно в таких пространствах (и, вероятно, только в них!) могут существовать разумные существа. Поэтому нечего удивляться, что мы живем именно в трехмерном пространстве. В пространствах с другим числом измерений жизнь не могла возникнуть. То же можно сказать о мирах с другими физическими законами. Жизнь там также не могла бы возникнуть. Более того, во вселенных с хотя бы слегка другими массами элементарных частиц не было бы обычного вещества.                                               
И.Новиков   КУДА ТЕЧЕТ РЕКА ВРЕМЕНИ (взято с группы https://ok.ru/universevs)

Представления: 439

Комментарий

Вы должны быть участником ЭСПАВО (Международная Ассоциация Работников Света), чтобы добавлять комментарии!

Вступить в ЭСПАВО (Международная Ассоциация Работников Света)

Поддержка проекта

Приглашаем

Последняя активность

Георгий оставил(а) комментарий на сообщение блога Георгий Светлана Драган о будущем. Звёзды, 26 год, творчество, светимость и многое другое. Часть первая
"Информация к Размышлению..."
2 час. назад
Сообщения блога, созданные Георгий
2 час. назад
Эль оставил(а) комментарий на сообщение блога Иждиви Сангойя Вынужденная доброта так же тошнотно приторна, как суп из зефира на меду с гранатовым сиропом. Бернар Вербер
" комментарий   Приветствую, Иждиви! На Эспаво неоднократно поднималась эта тема “Треугольника Карпмана». Вот, навскидку несколько…"
10 час. назад
Георгий оставил(а) комментарий на сообщение блога Эль Бог Спинозы.
""" Скажу вам вот что, хочу, чтобы вы видели это, представляли это. Нечто такое, возможно, чего никогда не ощущали ранее. Возможно, вам никогда не говорили этого раньше, тогда я буду тем, кто вам это скажет.У Духа, Бога, Любящего Источника…"
12 час. назад
Сообщение блога, созданное Иждиви Сангойя

Вынужденная доброта так же тошнотно приторна, как суп из зефира на меду с гранатовым сиропом. Бернар Вербер

Вынужденная доброта так же тошнотно приторна, как суп из зефира на меду с гранатовым сиропом. Бернар Вербер------------------------------Кто что может сказать про треугольник Карпмана (роли Преследователь и Спасатель) и понятие вынужденная доброта? Пояснения к картинке(треугольник Карпмана): П - Преследователь С- Спасатель Ж - ЖертваПосмотреть еще
14 час. назад
Георгий оставил(а) комментарий на сообщение блога Георгий ⏳️🚨 СРОЧНОЕ ОБНОВЛЕНИЕ О ВОЗНЕСЕНИИ — СООБЩЕНИЕ ОТ ПОСЛАННИКА ГАЛАКТИЧЕСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СВЕТА
"Информация к Размышлению..."
18 час. назад
Эль оставил(а) комментарий на сообщение блога Эль Бог Спинозы.
"  Почему- то из всего замечательного в этом тексте мне в данный момент особо  «запали»  слова : Перестань все усложнять и как попугай повторять, чему тебя научили …  :-)"
22 час. назад
Сообщения блога, созданные Эль
22 час. назад

© 2025   Created by ADMIN.   При поддержке

Эмблемы  |  Сообщить о проблеме  |  Условия использования