Czwarty wymiar jest dziwny

Wszyscy wiemy, jak wygląda trójwymiarowa bryła. Co więcej, ta trójwymiarowa bryła rzuca dwuwymiarowy cień. Ale czy istnieje jakiś obiekt, jakaś rzecz, która rzuca trójwymiarowy cień?

Figura, która sama musiałaby zajmować cztery wymiary przestrzeni. Hipotetyczny obiekt, coś czego nie dałoby się zobaczyć. W końcu świat nie ma czterech wymiarów.

No chyba, że ma. Wedle tak zwanej M-teorii wszechświata ma ich nawet nie cztery, a jedenaście. Ale zanim będziemy w stanie wyjaśnić, o co tutaj właściwie chodzi, musimy zadać inne pytanie.

Czym jest wymiar? Kiedy chcemy się podzielić jakimś punktem na mapie Ziemi, podajemy współrzędne geograficzne. Długość i szerokość.

To jest wszystko, co potrzebujemy, żeby wskazać komuś określone miejsce na powierzchni Ziemi. Powierzchni, która przecież jest dwuwymiarowa. Ziemia może i jest trójwymiarową kulą, ale kiedy mówimy o samej jej powierzchni, to mamy na myśli tak jakby jedną jej warstwę, tę najbardziej wierzchnią.

To trochę tak, jakbyśmy obrali Ziemię, jak jabłko, a następnie wzięli tę skórkę, rozłożyli ją na płasko i dostalibyśmy jedną warstwę jabłka. Powierzchnię jabłka, która działa dokładnie tak samo, jak obrana powierzchnia Ziemi. Nasze współrzędne geograficzne nie uwzględniają oczywiście tego, czy jesteśmy wysoko, czy nisko, w górach, czy pod ziemią.

Bo powierzchnia nie ma tych elementów. Nie ma tego trzeciego wymiaru. Tego dodatkowego kierunku w przestrzeni, w którym coś możemy przesunąć.

Dla nas to oczywiście wystarczy. Większość z nas znajduje się na Ziemi. Oprócz tych kilku osób, które w tym momencie znajdują się w kosmosie.

I raczej poruszamy się po jej powierzchni, a nie na przykład pod ziemią. Więc dwie współrzędne są jak najbardziej okej. Jednak dla kogoś, kogo nie ma na Ziemi.

Jeśli chcielibyśmy podać naszą konkretną lokalizację w kosmosie, każde to miejsce na powierzchni Ziemi, każde miejsce, w którym my się znajdujemy, ma nie dwa, a trzy koordynaty, które musimy przedstawić innej osobie. Ziemia w końcu się przesuwa, a powierzchnia przesuwa się razem z nią. Więc nawet jeśli my stoimy w pokoju, wciąż podróżujemy przez kosmos.

Nasze współrzędne, gdybyśmy chcieli wskazać je komuś na przykład na Marsie, cały czas się zmieniają. Wszystkie trzy. Każda z tych trzech współrzędnych odpowiada właśnie za jeden z wymiarów.

Jeśli szukamy definicji słowa wymiar, to natkniemy się na właśnie coś takiego, że liczba wymiarów oznacza liczbę współrzędnych, które musimy podać, żeby określić nasze położenie w tylowymiarowej przestrzeni. Na kartce papieru wystarczą dwie współrzędne, poza kartką już trzy. Gdzie miałby się znajdować czwarty wymiar?

Wydaje się, jakbyśmy już wyczerpali wszystkie możliwości. Jakbyśmy nie mieli żadnej kolejnej współrzędnej. Ale to, że jej nie widzimy, nie znaczy, że nie istnieje.

Zresztą jest jeszcze jedna współrzędna, która nie wydaje się określać kierunku, ale jednak potrzebujemy jej, żeby precyzyjnie wskazać naszą lokalizację w historii Wszechświata. Jest to. .

. Czas. Zanim przejdziemy dalej, sponsorem tego odcinka jest Huel.

Huel to pełnowartościowy posiłek, bogaty w białko, który jest bardzo łatwy i szybki do przygotowania. Wystarczy dodać wodę, wsypać dwie miarki Huel, wstrząsnąć i. .

. gotowe. Jeśli na przykład pracujemy w domu, zamiast sięgać po przekąski, możemy sobie przygotować sensowny posiłek i skupić się na obowiązkach, przy okazji nie obciążając portfela.

Huel zawiera 26 witamin i składników mineralnych w jednej porcji, co sprawia, że dostarczamy sobie pełny zestaw składników odżywczych. To świetne rozwiązanie, jeśli brakuje nam czasu na przygotowywanie zdrowych posiłków w trakcie dnia. Chociażby rano, gdy często jesteśmy w największym pośpiechu, możemy rozpocząć dzień lekkim, ale odżywczym posiłkiem.

Jeśli chcecie przetestować Huela, zapraszam do skorzystania z linku w opisie. Możecie spróbować różnych smaków i przekonać się, czy to nie idealne rozwiązanie dla Was. Gorąco polecam, a teraz wracamy do materiału.

To samo miejsce, ale w innym czasie jest zupełnie różne. Dla nas wydaje się to nie mieć żadnego znaczenia, bo w końcu nie jesteśmy w stanie w tym czasie dowolnie podróżować. Mamy dostęp do jednego momentu na raz.

I nie możemy go zmienić na życzenie. Ale to nie znaczy, że nie zmieniamy go w ogóle. Cały czas poruszamy się przecież w przyszłość i robimy to w równym tempie.

A przynajmniej tak nam się wydaje. Możemy zmienić tempo tego poruszania się. Wszystko co musimy zrobić, to rozpędzić się w którymś z wymiarów przestrzeni.

Im szybciej poruszamy się w którymś z kierunków w przestrzeni, tym wolniej poruszamy się przez czas. Tak jest i zmierzyliśmy to. Nawet podróż kilkaset kilometrów na godzinę samolotem nad powierzchnią Ziemi jest w stanie wpłynąć na upływ czasu względem samej powierzchni.

Zegary na orbitujących Ziemię satelitach muszą być co jakiś czas zsynchronizowane z tymi na Ziemi, mimo że są one ekstremalnie precyzyjne. Czas i przestrzeń są ze sobą nierozerwalnie splątane. Może i my doświadczamy ich zupełnie inaczej.

Nie wydają się być one do siebie podobne, ale fizycznie rzecz biorąc czas można potraktować jako kolejny wymiar przestrzeni. Stąd pojęcie czterowymiarowej czasoprzestrzeni. To jednak nie znaczy, że oprócz czasu nie mogłyby istnieć inne kierunki.

Wymiary, powiedzmy, klasycznej przestrzeni, które nie mieściłyby nam się w głowie. Nic nie stoi na przeszkodzie, żeby wszechświat mieścił w sobie więcej niż tylko trzy takie wymiary. Żeby istniały czterowymiarowe figury, które rzucają zaledwie trójwymiarowy cień.

Pytanie tylko gdzie miałby taki wymiar być? Próba pokazania obiektu, który jest czterowymiarowy, zazwyczaj powoduje tylko jeszcze większą dezorientację. Co to jest?

Na pewno nie coś, co pozwoli nam zobaczyć czwarty wymiar. Ale być może coś, co pomoże nam go zrozumieć. Popatrzmy na to w ten sposób.

Wiemy, jak wygląda coś trójwymiarowego. Ale zastanówcie się, jak przyszło się takie rzeczy przedstawiać w dwóch wymiarach. Na przykład rysując sześcian.

Sześcian na kartce papieru możemy narysować w bardzo prosty sposób. Mamy dwa kwadraty, które wydają się być obok siebie. A następnie łączymy je kreskami, które, co musimy sobie już jednak wyobrazić, podróżują przez trzeci wymiar.

Tego wymiaru nie ma na kartce. Nie został tutaj uwzględniony, więc ten obiekt, który narysujemy wciąż jest płaski. Ale jako, że my wiemy, o co chodzi z trzecim wymiarem, to możemy sobie to w głowie jakoś przetłumaczyć.

Uzyskany sześcian to trójwymiarowy obiekt, który składa się z dwuwymiarowych kwadratów. Nie możemy go zobaczyć z każdej strony, kiedy jest na kartce, bo brakuje nam tutaj tego trzeciego wymiaru. Nie da się obrócić tego sześcianu.

Pozostaje nam więc wiedzieć, co ten rysunek przedstawia i że trzeci wymiar jest tu tylko zasugerowany. Teraz, wiedząc to, możemy spojrzeć z powrotem na tesserakt. Tak jak sześcian składał się z kwadratów, tak tesserakt to obiekt składający się z sześcianów.

Ta animacja próbuje zrobić to samo, co przed chwilą wykonywaliśmy na kartce. Bierzemy dwa sześciany i łączymy je ze sobą w czwartym wymiarze. Oczywiście ten wymiar musi pozostać w naszej głowie.

W rzeczywistości podstawiamy za niego trzeci wymiar, a tak naprawdę to sprawa się komplikuje, kiedy weźmiemy pod uwagę, że to wszystko pokazuje wam na dwuwymiarowym ekranie. W rzeczywistości musielibyśmy to zrobić, no. .

. na żywo. Za pomocą jakiegoś hologramu, czy czegoś w tym stylu.

Ale jeśli teraz paruje wam tylko jeszcze bardziej głowa, jest to zrozumiałe. Spokojnie, będzie jeszcze gorzej. To, co oglądamy na tym obrazku, na tej animacji, to różne składające się na tesserakt sześciany, które znikają i wyłaniają się z czwartego kierunku w przestrzeni.

To trochę tak, jakbyśmy wzięli sześcian i zaczęli go obracać na płaskiej kartce. Jakby to wtedy wyglądało? To nie my się obracamy, tylko sześcian obraca się względem nas.

Niektóre jego ściany, te kwadraty, po prostu zanikałyby, zmniejszałyby się, powoli zastępowane przez kolejne, nadchodzące z innej, niewidocznej dla nas strony. Tak właśnie jest tutaj. Wygląda to też trochę podobnie jak skan mózgu.

Oglądamy tutaj coś, mózg, który ma objętość, jest trójwymiarowy, pełny, ale mamy do dyspozycji tylko dwa wymiary na zobrazowanie go. Poruszamy się więc w trzecim kierunku, ale wyświetlając po jednej warstwie na raz. Jedna za drugą widzimy, jak obiekt wyłania się, a potem zanika.

Wszystko sprowadza się więc do tego, że ten czwarty wymiar, ten czwarty kierunek byłby dla nas niedostrzegalny. To nie jest tak, że on by był gdzieś tam, tylko go nie widzimy. On po prostu byłby.

. . po prostu by był.

I dlatego te obiekty, które się z niego wyłaniają, które miałyby się w nim obracać, wydają się nie tyle nadchodzić z jakiejś konkretnej perspektywy, z jakiejś konkretnej strony, one po prostu pojawiają się. Na chwilę odwiedzają nasz jeden, trójwymiarowy wycinek czterowymiarowej przestrzeni, a następnie zmierzają do tych kolejnych wycinków, do których my już nie jesteśmy w stanie się przenieść. My oglądamy, jak ten fragment po prostu znika na naszych oczach.

Możemy więc myśleć o czterowymiarowej przestrzeni, jak o serii trójwymiarowych światów, które są ze sobą połączone w kierunku, który nie jest dla nas dostępny. Oczywiście to wszystko pozostaje czysto teoretyczne. Czy widzieliśmy jakieś oznaki tego, żeby czwarty wymiar w ogóle istniał?

Czy coś zmaterializowało się na naszych oczach, jakby z jakiegoś niedostępnego nam miejsca? Czy obserwujemy coś, co wydaje się przenosić w nieznanym kierunku? Spójrzmy raz jeszcze.

. . Czas.

Przyszłość wyłania się przed nami, jak gdyby z jakiejś innej, niewidzialnej strony. Nadchodzi w naszym kierunku i nie jesteśmy w stanie, jak bardzo byśmy nie próbowali, zajrzeć w głąb tej przyszłości. Zobaczyć te kolejne i kolejne i kolejne nadchodzące momenty, które prędzej czy później do nas przyjdą.

Przyszłość po prostu materializuje się na naszych oczach. Musimy obserwować czas, wycinek po wycinku, tak jak kolejne warstwy czterowymiarowego obiektu. Są one ulotne, pojawiają się, a następnie odchodzą dalej.

Stają się niedostępną, minioną przeszłością. Możemy sobie wyobrażać, że w czasie traktowanym jako czwarty wymiar, wszystkie te momenty tak naprawdę nie są momentami. Są po prostu miejscami, które już istnieją.

Wszystkie na raz. Zamiast przechodzić z jednego wycinka do drugiego, gdybyśmy mieli dostęp do tego czwartego wymiaru czasu, moglibyśmy po prostu obrócić obiekt w czasie. Obejrzeć go z każdej strony, z każdego momentu, z każdej chwili.

Zobaczyć każde miejsce ze strony przeszłości, przeszłości. Te różne momenty nie byłyby już momentami, tylko różnymi stronami tego samego przedmiotu. Jest tutaj naprawdę wiele perspektyw, które możemy rozpatrzeć.

No bo z jednej strony, gdybyśmy byli dalej trójwymiarowymi ludźmi, tak jak jesteśmy teraz, i zyskali możliwość poruszania się w czwartym wymiarze, czyli w czasie, to wciąż nie sprawiłoby, że nagle oglądamy ten czas z jakiejś perspektywy poza czasem. Że widzimy te wszystkie momenty, że możemy sobie to właśnie tak obracać. Ta nasza podróż w czasie wyglądałaby tak, jak wizja, do której jesteśmy przyzwyczajeni.

Że po prostu podróżujemy w czasie z jednego wycinku do drugiego. Przenosimy się do zupełnie innego momentu, nie widząc pozostałych. Tak jak mówiłem, ta wizja podróżowania w czasie jest bardzo popularna.

Kojarzymy, że jeśli ktoś cofa się w czasie, to pamięta to, że się w nim cofnął. Że jest osobą z przyszłości, która przeniosła się do jakiegoś przeszłego momentu. Ale czy ta wizja ma w ogóle jakiś sens?

To wszystko jest trochę zagmatwane, ale przede wszystkim wydaje się być jakimś Syzyfowym wysiłkiem. To podróżowanie w czasie, które nie ma żadnego sensu, żadnego znaczenia. Po prostu wszystkie momenty, trwające jednocześnie i na zawsze.

Będące na stałe obecne w wielkiej czasoprzestrzeni. Nie porzucajmy jeszcze jednak możliwości istnienia innych wymiarów. Innych poza czasem.

Może i nie obserwujemy żadnych powstających z pustki obiektów, czy trójwymiarowych cieni, które sugerują nam istnienie jakiegoś kolejnego kierunku. Ale może być inny powód, dlaczego tak właśnie jest. Wszystko zależy od naszej perspektywy.

Bo możemy sobie wziąć na przykład chusteczkę, czy cokolwiek płaskiego, na przykład kartkę papieru i popatrzeć na nią nie z tej perspektywy, tylko z tej. Tak jak wydaje się najbardziej, płaska. Intuicyjnie mówimy, że jest ona właśnie płaska.

Że to jest tak jakby tylko jedna warstwa. Moglibyśmy powiedzieć, że to jest jeden wymiar. Po prostu linia, którą możemy podróżować.

Ale przecież to nie jest prawda. To nie jest tak, że chusteczka nie ma grubości. Gdybyśmy spojrzeli na nią z bardzo, bardzo, bardzo bliska, to zorientujemy się, że nie różni się ona niczym od takich obiektów jak na przykład deska, drzewo, rura, ręka, czy cokolwiek.

Ta chusteczka i każda płaska kartka papieru jest obiektem trójwymiarowym. Jest czymś, co posiada grubość. Nie tylko dlatego, że znajduje się w trójwymiarowej przestrzeni, tylko dosłownie ma długość, wysokość i głębokość.

Dopiero kiedy obserwujemy te ultracienkie obiekty z odpowiedniej odległości, zaczynamy dostrzegać ich wielowymiarowość. Pytanie więc, czy jest szansa na to, że kiedy zbliżymy się do najmniejszych cząstek, jakie ma do zaoferowania wszechświat, dostrzeżemy, że jest tam coś więcej, niż wydawało się na pierwszy rzut oka. Czy jest szansa, że gdzieś tam może być kolejny wymiar, ale sam w sobie ekstremalnie ściśnięty, wąski, cienki?

Jak najbardziej. Co więcej, wiodące teorie na temat wszechświata wymagają istnienia takich wymiarów, żeby wytłumaczyć niektóre zjawiska, na przykład grawitację. Świat w małej skali ukrywa przed nami rzeczy.

Rzeczy, których na co dzień po prostu nie widzimy, ale które wciąż istnieją. Kwantowe cząstki potrafią się teleportować, przechodzić przez ściany. To wszystko dzieje się tylko i wyłącznie w najmniejszych wycinkach naszego świata.

Duże obiekty składające się z miliardów, miliardów takich cząstek rządzą się innymi prawami. Potrafimy obliczać i wyjaśnić wpływ grawitacji na takie duże obiekty, ale na małe już nie do końca. Jedna z najważniejszych, dominujących sił we wszechświecie, sklejająca całe planety i wciągająca światło w odmęty czarnych dziur, jest jednocześnie siłą najsłabszą.

W małej skali, świecie pojedynczych cząstek, grawitacja spada z pierwszej pozycji na ostatnią. Jednym z wyjaśnień są właśnie dodatkowe wymiary. Wymiary, do których oddziaływanie grawitacyjne mogłoby wypromieniowywać, rozpraszając swoją energię i tracąc ją, i które byłyby tak małe, że tylko w tej swojej kategorii wagowej mogłyby okiełznać grawitację, mieć na nią jakikolwiek wpływ, pozwalając jej pokazać swoje prawdziwe oblicze przy rozmiarach dużo, dużo większych.

W zależności od wersji teorii, którą wybierzemy, takich poplątanych, drobnych wymiarów, może być dziewięć, dziesięć, czy nawet dwadzieścia pięć, zawsze z dodatkowym wymiarem czasu. Byłyby one zaraz obok nas, obecne wszędzie, istotne i widoczne tylko z tej najmniejszej perspektywy. Na razie jednak to, co nam zostaje, to eksperymenty i kolejne próby odkrycia jakiegokolwiek znaku, cienia rzucanego przez czterowymiarowe obiekty.

Dowiedzieliśmy się już wystarczająco, żeby mieć świadomość, że wszechświat oglądany z bliska może być zupełnie inny, od tego, co obserwujemy na co dzień wokół nas.