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Könnte es mehr als eine Dimension der Zeit geben?

Und was würde das für das Universum bedeuten?

Es wird seit langem vorgeschlagen, dass bei der Verwirklichung unseres Universums drei Dimensionen des Raumes und eine Dimension der Zeit aus dem Urknall hervorgegangen sind: das Ereignis, das alles, was wir um uns herum sehen, gemacht hat - aus Wasserstoff und Helium, die verschmelzen, um zu bildenSterne und helfen Planeten beim Zusammenwachsen, zu Schwarzen Löchern und Galaxien und sogar zu unseren eigenen Existenzen - möglich,

Allerdings gab es einige Debatten über den traditionellen Glauben, dass das Universum nicht nur drei Dimensionen des Raumes und eine der Zeit manifestiert. Tatsächlich löst es tatsächlich einige der kniffligeren Probleme, wenn man ein paar zusätzliche Dimensionen hinzufügt.wir arbeiten noch daran, im Rahmen des Standardmodells der Physik einen Sinn zu ergeben.

So könnte unser Universum auch wirklichhaben Sie mehr als eine Zeitdimension?

Legen Sie Ihren Hut weg, stellen Sie sicher, dass Ihre Fesseln sicher sind, und halten Sie sich fest: Dies wird eine interessante und ziemlich komplexe Fahrt durch die Physik.

Einstein ist verantwortlich für vieles, was wir über die Funktionsweise des Universums auf Makroebene wissen. Seine Theorien der allgemeinen und speziellen Relativitätstheorie spielen eine große Rolle für unser Verständnis der Physik als Ganzes, aber die Stringtheorie und die Quantenphysik, die sindsehr wichtig für die Diskussion, die wir führen werden, noch in den Kinderschuhen steckten, als Einstein starb. Seitdem sind beide zu vollwertigen Hypothesen geworden, aber es gibt bestimmte Aspekte von beiden, die sich nicht mit Einsteins Werk in Einklang bringen lassen. Bevor wir auf alles eingehendieses lustige Zeug, was ist eine Dimension und woher wissen wir, dass sie existieren?

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Beginnen wir mit den drei Dimensionen, mit denen wir in unserem täglichen Leben zu tun haben: Sie lassen sich als Länge, Breite und Höhe zusammenfassen. Eine gerade Linie würde als eindimensional betrachtet. Sie hat nur Länge, aber keine Dicke, und sie kann wandernfür immer in beide Richtungen. Zweidimensionale Objekte, zum Beispiel etwas Flaches wie ein Kreis oder ein Quadrat, haben Breite und Höhe, aber keine Tiefe oder "Dicke". Alles, was Länge, Breite und Höhe hat, wird als drei betrachtet-dimensional, Zeit ist, wie wir wissen, die etwas schwer fassbarere vierte Dimension ... daher wird die Struktur des Universums offiziell als Raumzeit bezeichnet und nicht nur als "Ole Space".

Hier kommt die Diskussion der Stringtheorie ins Spiel.

Also, was ist Stringtheorie?

Die traditionelle Physik behauptet, dass das Universum aus 3 räumlichen Dimensionen und einer zeitlichen Dimension besteht. Das Universum selbst ist nach Volumen größtenteils leer, aber was wir beobachten können, wird als nur etwa 5 Prozent "normaler Materie" angesehen denken Sie an Protonen,Elektronen, Neutronen, Quarks usw., besteht zu etwa 27 Prozent aus dunkler Materie, während die verbleibende 68 Prozent ist einer mysteriösen unbekannten Kraft zuzuschreiben, von der angenommen wird, dass sie das Universum ausdehnt, bekannt als dunkle Energie.

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String-Theorie, in der einfachste mögliche Begriffe, fordert uns auf, uns vorzustellen, dass das gesamte Gefüge des Universums und alles darin nicht aus punktförmigen Teilchen besteht, sondern aus unverständlich winzigen Fäden – viel kleiner als selbst das kleinste Atom.

Quelle: ttsz/iStock

Diese Saiten schwingen mit ihren eigenen speziellen Frequenzen, was es denkbar macht, dass das, was wir als punktförmige Partikel wahrnehmen, eigentlich gar keine Partikel sind, sondern Saiten so winzig, sie sind "nur 10^33 Zentimeter lang. In die Länge geschrieben wäre das ein Dezimalpunkt gefolgt von 32 Nullen und dann einer 1. Einige haben theoretisiert, dass die Länge einer Schnur das gleiche Verhältnis zum Durchmesser haben würdeeines Protons wie das Proton dem Durchmesser des Sonnensystems entspricht.

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Es gibt zwei verschiedene Arten dieser Saiten: eine ist offen und die andere ist geschlossen - obwohl beide zu klein sind, um von der aktuellen Technologie beobachtet zu werden. Wie der Name schon sagt, sind offene Saiten wie Wellenlinien, die die Enden nicht berühren.während das Gegenteil für geschlossene Strings gilt - sie bilden Schleifen und haben keine offenen Enden.

Rendering, das den Unterschied zwischen einem offenen String und einem geschlossenen String zeigt

Damit die Stringtheorie jedoch funktioniert, schreibt die Mathematik so viele zusätzliche Raumdimensionen vor.und Zeit muss existieren. Sollten wir Beweise für diese anderen Dimensionen finden und sollte die Anzahl der zusätzlichen Dimensionen zwischen 10 und 26 liegen, würde dies nicht nur unser Verständnis der Quantenphysik verändern, sondern wir wären der Erschaffung einen Schritt näher gekommeneine zusammenhängende und glaubwürdige „Theorie von allem“.

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Könnte es eine zusätzliche Dimension der Zeit geben?

Wie üblich kreisen viele dieser theoretischen Argumente um Einsteins Arbeit. Wenn man Einsteins Glaubenszeit ignoriert, könnte es seinsei einfach eine wirklich ausgeklügelte Illusion, die Frage, ob es zusätzliche Zeitdimensionen geben könnte, ist fest vielleicht. Tatsächlich glauben einige Astronomen durch die Untersuchung, wie die fundamentalen Kräfte der Natur und die Gesetze der Physik von der Zeit beeinflusst werden, dass das Einfügen von mindestens einer zusätzlichen Dimension der Zeit einen der größten verbleibenden kosmologischen Fehler lösen würde.

Sehen Sie, wir wissen immer noch nicht genau, was Gravitation ist oder wie sie die sichtbare und unsichtbare Materie vollständig beeinflusst. Unsere beste Vermutung, wiederum eine Einsteinsche Theorie, besagt, dass die Gravitation die Kraft ist, die durch die Krümmung der Raumzeit entstehtJe größer das Objekt ist, desto mehr verzerrt es die Raumzeit um es herum und desto stärker wird seine Anziehungskraft. Das wäre schön und gut, wenn wir unsere Gravitationstheorien nicht mit der Quantentheorie verbinden müssten, aber wir tun es, undDarin liegt das Problem.

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Unser derzeitiges Verständnis der Gravitation stimmt einfach nicht mit anderen Elementen der Quantenmechanik überein. Die restlichen Naturkräfte - die elektromagnetische Kraft und die starken und schwachen Kernkräfte - passen alle in den Rahmen des Mikrouniversums, aber nicht die Schwerkraft. Es ist zu hoffen, dass die Stringtheorie vielleicht helfen kann, dieses Rätsel zu lösen. Mindestens ein Physiker argumentiert, dass Zeit nicht nur eindimensional ist.

Itzhak Bars, atheoretischer Physiker vom USC College, erzählt NeuerWissenschaftler, „Es gibt nicht nur eine Dimension der Zeit, es gibt zwei. Eine ganze Dimension ist uns bisher völlig unbemerkt geblieben.“

Er beschrieb auch, wie zusätzliche Raumdimensionen 'auf den ersten Blick' existieren könnten, indem er sagte: "Zusätzliche Raumdimensionen sind nicht leicht vorstellbar - im Alltag bemerkt niemand mehr als drei. Jede Bewegung, die du machst, kann als dieSumme der Bewegungen in drei Richtungen – oben-unten, hin und her oder seitwärts. Ebenso kann jeder Ort durch drei Zahlen auf der Erde, Breite, Länge und Höhe beschrieben werden, die den drei Dimensionen des Weltraums entsprechen. Andere Dimensionen könnten existierenWenn sie jedoch zu kleinen Kugeln zusammengerollt wären, zu klein, um es zu bemerken. Wenn Sie sich durch eine dieser Dimensionen bewegten, würden Sie so schnell wieder dorthin zurückkehren, wo Sie angefangen haben, und Sie würden nie merken, dass Sie sich bewegt haben."

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„Eine zusätzliche Dimension des Weltraums könnte wirklich da sein, sie ist nur so klein, dass wir sie nicht sehen.“

Was würden zusätzliche Dimensionen der Zeit bedeuten?

Hast du es bis hierher geschafft? Herzlichen Glückwunsch. Die Schlussfolgerung ist es wert, durch all diese komplizierten Ideen zu waten.

Physik argumentiert meistens, dass Zeit eine Dimension sein muss, aber es gibt sicherlich Physiker, die glauben, dass Zeit nur ein menschliches Konstrukt ist. Andere argumentieren, dass es mehr Dimensionen der Zeit geben muss, als bisher angenommen. Was würde das für die Physik bedeuten, sollte dies wahr sein?

Nun, für Bars würde es bedeuten: "Grünes Licht für die Idee der Zeitreise. Wenn die Zeit eindimensional ist, wie eine gerade Linie, ist die Route, die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft verbindet, klar definiert. Eine weitere hinzufügenDimension verwandelt die Zeit in eine zweidimensionale Ebene, wie ein flaches Blatt Papier, auf einer solchen Ebene würde der Weg zwischen Vergangenheit und Zukunft in sich selbst zurücklaufen, ermöglicht Ihnen, in der Zeit vor und zurück zu reisen. Das würde alle möglichen absurden Situationen zulassen, wie das berühmte Großvater-Paradoxon. In diesem Szenario könntest du zurückgehen und deinen Großvater töten, bevor deine Mutter ein Funkeln in den Augen hatte, und so deine eigene Geburt verhindern."

Zweidimensionale Zeit gibt jedem den Anschein, ein Nicht-Starter zu sein. Doch 1995, als Bars Hinweise in der M-Theorie fanden eine Theoriedas alle konsistenten Versionen von vereintSuperstring-Theorie, dass eine zusätzliche Zeitdimension möglich sei, war er fest entschlossen, genauer hinzuschauen.Als er dies tat, stellte Bars fest, dass eine mathematische Schlüsselstruktur, die allen 11 der postulierten Dimensionen der M-Theorie 10 Dimensionen des Raumes und 1 der Zeit gemeinsam ist, intakt blieb, wenn er eine zusätzliche Dimension hinzufügte.„Unter einer Bedingung“, sagt Bars.„Die zusätzliche Dimension musste zeitähnlich sein.“

Was denkst du über Stringtheorie, Quantengravitation und zusätzliche Dimensionen der Zeit?

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