Ранее в этом блоге я уже рассказывал о современных научных представлениях по поводу четвертого измерения. Особо упомяну статью «Большой взрыв и песочные часы, или куда на самом деле течет время», где я писал о математически смоделированной двухмерности времени. В рамках теорий, освещенных в той статье, стрела времени может быть направлена сразу в прошлое и в будущее. Такая трактовка позволила бы уточнить многомировую эвереттовскую интерпретацию квантовой механики (она превратилась бы из «бесконечномировой» в «конечномировую»). Но под этой статьей развернулась обширная дискуссия, в которой меня в особенности заинтересовали замечания уважаемых @SergioShpadi(тут) и @kauri_39(тут) – о том, что не все, что можно смоделировать при помощи математики, на самом деле воплощается в реальности.
Сегодняшняя статья отчасти навеяна именно этими размышлениями, и в ней я расскажу о таких явлениях и структурах, которые логично трактовать как тени четырехмерных объектов, отбрасываемые на наше трехмерное пространство. Иными словами, под катом речь пойдет о ныне известных косвенных свидетельствах существования четвертого пространственного измерения.
В течение XX века физики, как минимум, теоретически, представляли, что в мире могут существовать и другие пространственные измерения кроме известных нам трех. Первое теоретическое обоснование такого рода дал в 1919 году Теодор Калуца, добавивший к четырехмерному эйнштейновскому пространству-времени пятое пространственное измерение. По мысли Калуцы, такое измерение микроскопическое, и поэтому в макромире незаметно, но именно оно позволяет полнее объяснить свойства элементарных частиц. В этой статье речь пойдет именно о пространственных измерениях, которые непостижимы для нас как для трехмерных существ, но могут быть выявлены экспериментально. Ниже я упомяну и о двух экспериментах, призванных проявить такие измерения.
О трехмерности пространства
Воспринимаемое нами пространство трехмерно. Причем, многие физические аспекты, в том числе, фундаментальные свойства материи (например, стабильность элементарных частиц) напрямую зависят от размерности пространства. О существовании четырехмерных материалов нам пока неизвестно (с некоторыми оговорками материалом, проявляющим дифракционные свойства в четырех измерениях, можно считать кристаллы времени), но уже давно получен и хорошо изучен двумерный материал графен, все атомы в кристаллической решетке которого заключены в плоскости. По своим свойствам графен значительно отличается от трехмерных материалов – в частности, по теплопроводности и электропроводимости. На основе изучения свойств графена в 2020 году сингапурские ученые из Наньянского технологического университета совместно с коллегами из Бирмингемского университета в Великобритании впервые синтезировали «топологический изолятор AI-класса» - вещество, которое невозможно синтезировать в обычных условиях, поскольку его «сборка» может произойти только в 4-х или более пространственных измерениях. Чтобы получить такое вещество, использовались особым образом соединенные электрические цепи, которые позволили «сымитировать» эти дополнительные измерения.
Топологические изоляторы – это класс материалов, отличающихся от привычных веществ именно в том, как они проводят электричество. Они подобны обычным изоляторам в том, что ток не проникает внутрь них. Однако, электричество отлично передается по поверхности такого изолятора. В настоящее время активно исследуется, как можно было бы эффективно использовать поверхность таких материалов при обработке информации и при квантовых вычислениях.
Ниже я подробнее расскажу о сингапурских и британских экспериментах, но для начала напомню о том, почему рассмотрение дополнительных пространственных измерений в принципе относится к научному дискурсу, а (не только) к научной фантастике.
Новейшие теории, описывающие устройство мироздания, не могут объяснить некоторые космологические феномены без привлечения дополнительных измерений. Так, теория струн, сформулированная в 1970 году, и M-теория, разработанная на ее основе в середине 90-х, работают при условии, что в материальном мире присутствует, соответственно, 9 и 11 пространственных измерений. Эти теории позволяют, в частности, создать непротиворечивый аппарат, который объединил бы квантовую физику и гравитацию – поэтому поиск дополнительных измерений активно ведется в настоящее время; ведущими современными физиками-теоретиками в этой сфере я назвал бы Эдварда Виттена, Хуана Малдасену и Леонарда Сасскинда.
Этот поиск – отнюдь не умозрительный платонизм. Наблюдаемых нами пространственных измерений слишком мало, чтобы адекватно описать реальность на квантовом уровне. Теория струн и М-теория дают непротиворечивое описание наблюдаемых квантовых эффектов, дают объяснение природе частиц, а также позволяют согласовать квантовые законы с гравитацией. Но теория струн предполагает, что в мире 9 пространственных измерений, а М-теория – что их 11. Но дополнительные измерения не наблюдаются, и этот факт нуждается в объяснении. Как правило, эти объяснения сводятся к двум концепциям: компактификации и локализации.
Компактификация – это представление о том, что остальные пространственные измерения «свернуты» до размеров порядка планковской длины, и поэтому совершенно незаметны в макромире. В научно-популярной литературе известна аналогия с садовым шлангом: издалека шланг кажется одномерным (у него есть только длина), но для муравья, ползущего по шлангу, у него есть и существенная ширина. Эта аналогия не так давно была практически продемонстрирована на примере графена: фактически, графен трехмерен, так как его атомная решетка имеет толщину. Но в практическом отношении его можно считать двухмерным.
Локализация заключается в том, что квантовая физика допускает существование элементарных частиц только в трех пространственных измерениях (то есть, в четырехмерном пространственно-временном континууме), поэтому все элементарные частицы, и все, что из них состоит – мы в том числе – локализовано на четырехмерной бране с тремя пространственными измерениями. Именно поэтому мы, как трехмерные существа, не воспринимаем других «бран» непосредственно, но можем воспринимать их косвенно. Наиболее ярким примером таких косвенных данных является слабость гравитации по сравнению с другими фундаментальными взаимодействиями – в частности, она может объясняться тем, что гравитация равномерно распределена на множество пространственных измерений.
Тени и геометрия
В 2011 году в русском переводе вышла легендарная книга Лизы Рэндалл, поясняющая феномен компактификации и необнаружимости высших измерений. Не вдаваясь в подробности, я остановлюсь на метафоре из этой книги, позволяющей визуализировать высшие измерения: это отбрасываемая тень. Если перед вами лежит лист ватмана, на котором изображен сложный лабиринт из кирпичных стен, то вы, встав спиной к солнцу, увидите на ватмане свою плоскую тень. При этом тень окажется без складок, ровно наложена на этот лабиринт – соответственно, вам она будет казаться целостной, но, с учетом конфигурации стен лабиринта, она будет рассечена на множество изолированных фрагментов. Соответственно, гипотетические двумерные обитатели этого лабиринта восприняли бы вашу тень как совокупность геометрических фигур, которые распределяются на плоскости (в их двумерном пространстве), игнорируя непреодолимые преграды – кирпичные стены – и при этом меняющие очертания по мере движения солнца. Более того, вы сами могли бы пройти весь лабиринт насквозь, не задев ни одной стены, а также оставить на бумаге след, который с точки зрения ее обитателей возник бы ниоткуда.
Соответственно, если мы пропускаем трехмерный шар через двумерный мир, то на плоскости этот процесс выглядит так: через нее проходит серия окружностей, причем, диаметр каждой следующей окружности сначала увеличивается (пока через плоскость не пройдет «экватор» шара), а затем с такой же скоростью уменьшается, до исчезновения (шар миновал плоскость).
Таким образом, наш мир был бы полностью проницаем для любого четырехмерного объекта, и этот объект воспринимался бы как последовательность подобных трехмерных фигур, которые шли бы вереницей в направлении движения, и при этом сначала увеличивались, а затем уменьшались, в итоге превращаясь в ничто. Ничего подобного не наблюдается – соответственно, в известной нам части Вселенной макроскопических четырехмерных объектов быть не должно. Это отчасти подтверждает вышеупомянутую теорию бран и ту гипотезу, что известные нам элементарные частицы и физические тела, имеющие массу, не могут образоваться в более высоких измерениях. Но, если в этих измерениях не существует материи в привычном нам понимании, то может существовать масса и энергия. Что касается возможной компактификации некоторых измерений, это приводит к следующей гипотезе: возможно, их влияние действительно необнаружимо на макроуровне, но действует в молекулярных и атомных масштабах. Далее я расскажу об опытах с некоторыми веществами, в том числе, топологическими изоляторами – такими, которые позволяют в этом убедиться.
Эксперименты с эффектом Холла в трех измерениях
Аналогично, в нашем трехмерном мире можно изучать только тени четырехмерных объектов. Экспериментально получить такие тени попытались в США, Англии и Сингапуре – и по свойствам теней судить о потенциальных свойствах четвертого измерения.
Опыты строились на основе изучения квантового эффекта Холла, который проявляется, если заключить электроны в двух измерениях (на плоскости). Такой эффект достижим либо при очень низких температурах, либо в сильном магнитном поле. Если подавать напряжение в проводник, то при достижении некоторого температурного или магнитного предела оно перестает расти равномерно, а начинает прыгать, то есть, квантоваться. Ограничивая электроны при помощи квантового эффекта Холла, их свойства также можно измерять.
Аналогично, при помощи квантового эффекта Холла можно собрать такие атомные структуры, которые в условиях сверхнизких температур или сильного магнитного поля будут проявлять такие свойства, которые могут быть присущи теням четырехмерных объектов.
В рамках европейского эксперимента, поставленного в Высшей технической школе Цюриха, атомы рубидия были охлаждены практически до абсолютного нуля и захвачены в решетку, сформированную лазерными лучами; по форме эта решетка напоминает картонный футляр для яиц.
Далее при помощи дополнительных лазеров атомы рубидия были переведены в возбужденное состояние, в результате был получен так называемый квантовый «зарядовый насос». Сами атомы заряда не имеют, но здесь на них смоделирован перенос электрических зарядов. Мельчайшие вариации при движении атомов совпадают с теми, которые должны были проявляться при действии эффекта Холла в четвертом измерении.
Эксперимент, проведенный под руководством Майкла Рекстмана в Пенсильванском университете, был связан не с электронами, а с фотонами. Была сконструирована прямоугольная стеклянная призма, через которую как через трехмерную решетку были пропущены тонкие оптоволоконные кабели на всю ширину призмы – причем, по краям их кончики были закорочены. Далее эти каналы использовались в качестве волноводов, и свет наглядно имитировал поведение, подобное свойствам электрического поля. При этом удалось наблюдать, как свет «прыгает» в пределах призмы, что также свидетельствует о квантовом эффекте Холла в трех измерениях.
Темная материя
Еще в 1884 году знаменитый математик и физик Уильям Томсон (Лорд Кельвин) впервые предположил, что значительная часть материи во Вселенной остается невидимой. Он указал, что масса галактики Млечный Путь должна отличаться от суммарной массы видимых звезд и заключил, что «многие звезды или даже большинство из них являются темными неизлучающими телами».
В XX веке было получено множество косвенных доказательств существования таких «тел». В частности, расчеты показывают, что галактики бы не сформировались или не двигались бы так, как движутся, если бы в них не содержалось большого объема невидимой материи. Дальнейшие подтверждения в пользу существования темной материи были получены при измерении реликтового излучения и искажений красного смещения.
До сих пор не удалось напрямую наблюдать темную материю, что приводит многих ученых к выводу, что она состоит из небарионных частиц, либо из очень легких частиц, чья масса уступает массе нейтрино. Но косвенных доказательств достаточно, чтобы считать темную материю объективной реальностью.
Итак, хотя и не известно, из чего состоит темная материя, но известны многие ее свойства. Эта материя состоит из пока не известных частиц, которыми заполнены все галактики, и эти частицы составляют более 80% массы галактик. Вероятно, эти частицы почти не взаимодействуют со светом, иначе в каком-либо спектре эту материю уже удалось бы зафиксировать. Кроме того, они не должны взаимодействовать и с обычными частицами, так как в противном случае такие частицы уже были бы обнаружены в ускорителях (коллайдерах).
Принципиально новое направление в исследованиях темной материи сформулировал Флип Танедо (слева) из Калифорнийского университета в Риверсайде. В статье 2021 года Танедо с соавторами предположили, что темная материя состоит отнюдь не из частиц – и поэтому не ведет себя как частицы. Он обращает внимание на то, что движениями и распределением темной материи движут силы, которые также не поддаются описанию современным физическим аппаратом.
По мнению Танедо, действие этих «темных сил» можно математически описать при помощи теории, в которую включается четвертое пространственное измерение. В рамках такого четвертого измерения, темная материя могла бы представлять собой последовательности смежных частиц, которые взаимодействуют друг с другом, образуя континуум состояний с очень малой массой. Танедо указывает, что математика с привлечением четвертого измерения позволяет описывать «конформные теории поля» - обычные теории поля, применимые в трех измерениях и учитывающие квантовые эффекты.
Танедо указывает, что такие конформные теории поля слишком неудобны в обращении и вообще необычны, поэтому до него никто и не применял их к исследованию темной материи. Но Танедо полагает, что модель с четырьмя пространственными измерениями позволяет согласовать существование темной материи, в частности, с голографическим принципом.
Обычные силы «работают», если представить, что они воздействуют на частицы с фиксированной массой, но «темные силы» Танедо должны воздействовать именно на континуум сущностей, обладающих массой. Причем, масса у всех этих сущностей очень невелика, но отличается. Такие легкие частицы Танедо именует «темными фотонами», предполагая, что эти частицы могут взаимодействовать по принципу бозонов (образовывать цепи) и при этом обладать массой (фотон массой не обладает). В настоящее время теория Танедо позволяет прояснить распределение массы в малых галактиках (предполагается, что в центрах таких галактик сосредоточены большие объемы темной материи, что объясняет их динамику).
Таким образом, мы не наблюдаем следов четвертого измерения в макромире. Но эксперименты, поставленные по образцу изучения квантового эффекта Холла (но не в двух, а в четырех измерениях) есть косвенные доказательства воздействия четвертого измерения на микромир. С другой стороны, присутствие четвертого пространственного измерения помогает объяснить и некоторые таинственные явления мегамира, которые обычно объясняются воздействием темной материи. По всей видимости, вся привычная нам материя и все известные элементарные частицы существуют только в трех пространственных измерениях. Тем не менее, четвертое измерение с большой вероятностью является не математической абстракцией, а физической реальностью.
Комментарии (60)
kichrot
23.02.2022 21:46+4... четвертое измерение с большой вероятностью является не математической абстракцией, а физической реальностью.
Вы, в этом суждение, совершаете множество логических, методологических и фактологических ошибок:
1) физика уже давно оперирует 4-мерной моделью физического пространства - пространство-время, где переменная "время" является пространственной координатой;
2) в науке понятие "абстракция" не противопоставляется понятию "реальность", как это делаете Вы. Напротив в науке абстракция, это обобщение реальности;
3) в физике давно существуют признанные теории, которые описываю физическую реальность, моделями пространства с мерностью большей чем 4;
ну и как вишенка на торт:
4) наука, как явление, фактически постулирует бесконечномерность пространства объективной реальности, так как любая реальная переменная является метрикой этого пространства.
Sdima1357
23.02.2022 22:49+6Наиболее ярким примером таких косвенных данных является слабость гравитации по сравнению с другими фундаментальными взаимодействиями – в частности, она может объясняться тем, что гравитация равномерно распределена на множество пространственных измерений.
Несвернутое 4-тое измерение вызывало бы не слабость гравитации, а ее затухание как куба расстояния , а не квадрата как в нашей вселенной. (Волна в трубе не затухает, а на плоскости обратно пропорциональна расстоянию )
Да и на самом деле трудно представить аналог массы в 4-х мерном пространстве.
netricks
23.02.2022 23:04Какие проблемы у массы в четырёхмерном пространстве?
Sdima1357
23.02.2022 23:10Она бесконечна. Ее любое сечение трехмерной плоскостью - конечно и не равно нулю(имеет конечную ненулевую массу) . Интегрируйте, сдвигая это сечение по направлению перендикулярному этой плоскости - получаете бесконечность...
netricks
24.02.2022 00:17Не, это глупое возражение. Плотность в четырёхмерной механике имеет размерность кг/м**4 и никакой сингулярности не наступает.
Sdima1357
24.02.2022 01:19+2Вам придется решить: или -или. У Вас трехмерные обьекты ничего не весят. То есть сечение такого обьекта любой 3-х мерной плоскостью весит(масса конечно) 0. А это не так. И У Вас при столкновении они будут вращаться меняя размер своей проекции в видимой нами трехмерности.
netricks
24.02.2022 03:19+1Про вращения — это отдельный вопрос, а про массы — нет. Не так. Спустимся к трехмерно-двумерной аналогии. Мы можем создать двумерную задачу, зарисовав её в проекции на листе бумаги. При этом мы будем знать, что тела, которые мы изображаем на самом деле трёхмерные, хотя ведут себя как двумерные. Чтобы не привлекать к решению задачи третье измерение, мы введём понятие удельной плотности, размерность которой будет кг/м**2. Вот наша трёхмерная плотность тоже может быть удельной плотностью четырёхмерной плотности, если объекты с которыми мы взаимодействуем и мы сами четырёхмерны.
Sdima1357
24.02.2022 09:37+1Я рассматриваю только тот случай, когда масса имеет ненулевое значение в трехмерном пространстве. Другие случаи неинтересны, как не имеющие никакого отношения к нашей реальности. Двумерная масса может быть удобна для расчетов, но это только абстракция именно для удобства расчетов. Мы же знаем , что "двумерные" объекты с ненулевой массой имеют толщину. Случай "плоской " в четвертом измерени трехмерной массы равносилен свёрнутому четвертому измерению. Я специально рассматривал случай равноправных несвернутых четырех измерений имеющих видимую нами трехмерную проекцию с привычной нам массой. И не понимаю как такое может быть.
В первом комментарии треда имелись в виду не все возможные математические абстракции, а те которые совместимы с видимой нами реальностью.
ksbes
24.02.2022 10:22+1Ну учитывая что идёт постоянная аналогия с графеном — то эта брана может просто иметь пренебрежимо малую, но всё же отличную от нуля толщину.
Правда в таком случае разница между конфайнментом и локализацией становится очень слабой.Sdima1357
24.02.2022 10:52Я рассматривал случай равноправных , несвернутых четырех измерений. Свернутое измерение , в некотором смысле вообще не измерение , к нему не приложимы наши линейки, мы их туда развернуть не сможем. Если соседние браны не взаимодействуют,то они для нас не существуют, а если взаимодействуют, то мы бы видели нарушения законов сохранения. В определенном смысле мы видим нарушения законов сохранения, но только на короткие временные промежутки. Возможно это можно интерпретировать как колебания, в другом, тонком измерении, но оно однозначно неравноправно другим трем, пространственным, что то вроде напряжённости электрического поля, как аналогия. Вроде и другое измерение , но не пространственное
netricks
24.02.2022 11:13+1Фокус в том, что "свёрнутый" четырёхмерный мир мог бы выглядеть строго как наш трёхмерный. Нет способа проверить, имеем ли мы дело с трёхмерной массой или со свёрнутой четырёхмерной.
Sdima1357
24.02.2022 11:26Вы уже решите о чем мы спорим. В начале треда речь шла именно о несвернутом четвертом измерении и понятии массы в четырех несвернутых измерениях при совместимой с нашей физикой.
netricks
24.02.2022 12:16Так а разницы то нет. С точки зрения построения функции удельной плотности. Тезис в том, что плотность от удельной плотности, а следовательно и масса от удельной массы неотличимы, пока нет поворотов затрагивающих четвертую ось.
ksbes
24.02.2022 13:27+1масса от удельной массы неотличимы
Очень смелое утверждение. Тело есть тело и его масса есть масса. Она скалярная величина и от размерности не зависит (есть 4-масса — но это совсем о другом).
Поэтому если я посеку 24 килограммовую гирю, что стоит передо мной идеальной двумерной плоскостью, то и масса и «площадная» плотность массы этого слайса будут в точности равны нулю.
Соответственно в вышеприведённом примере делаем операцию «размерность+1» и получаем описываемую проблему для 4го пространственного измерения
netricks
24.02.2022 13:40Если вы её посечёте в перпендикулярно нашего "среза", то несомненно так и будет. Но это не будет экивалентная систем. Масса есть не абы что, а коэффициент приведения силы к ускорению. Можно взять четырёхмерную механику и вывести из неё трёхмерную механику путём проецирования. И в ней при векторе проекции силы будет стоять… некий коэффициент...
michael_v89
24.02.2022 08:26Ее любое сечение трехмерной плоскостью — конечно и не равно нулю
Почему? Любое сечение трехмерной массы двухмерной плоскостью может быть как равно 0, так и нет. Как на картинке с шаром в статье.
Yermack
23.02.2022 23:34В приближении Зельдовича скопления темной материи принимают форму каустик. То есть скопления галактик располагаются в трехмерии воспроизводя паттерны схожие с бликами на двумерном дне бассейна https://www.astro.rug.nl/~hidding/
Jury_78
24.02.2022 09:11+1фотон массой не обладает
Насколько я помню, только массой покоя.
ksbes
24.02.2022 10:29А другой массы и нет. Вроде бы.
Jury_78
24.02.2022 13:19Как же объяснить отклонение света около массивных тел? См. Гравитационная линза.
Andy_U
24.02.2022 13:42Какое отклонение? Фотоны в вакууме исключительно по прямым (геодезическим) летают.
Jury_78
24.02.2022 13:45См. ОТО
Andy_U
24.02.2022 13:47А я про что? Или вы считаете, что не по геодезическим?
Jury_78
24.02.2022 14:06Если вы про искривление пространства.
Встречный вопрос, фотон от одного источника с длинной волны 100нм и 200нм по одной траектории пойдут?
Sdima1357
24.02.2022 14:19Почти по одной. Если тело действует на фотон, то и фотон действует на него (третий закон Ньютона) но разница слишком мала,ведь тело слишком велико по сравнению с фотоном. Правда тут вопрос "а действует ли один фотон на другой гравитационно или нет и у гравитации есть некая нижняя граница" ? :)
Jury_78
24.02.2022 14:30Возможно разница и незаметна, но будет ли она в принципе?
Sdima1357
24.02.2022 14:50В принципе наверное есть (третий закон Ньютона) . Силы действующие на фотоны разных энергий (читай тело) разные и тело сдвинется по разному, но если оценить насколько фотон сдвинет тело массой Солнца ? А потом насколько этот эффект повлияет обратно на траекторию фотона ? Вряд ли можно поставить такой эксперимент.
Andy_U
24.02.2022 14:49Почти по одной.
А если одновременно запустить?
Sdima1357
24.02.2022 14:56Одновременно с одного места и в одном направлении ? У Вас не получится. Они сложатся в один с суммой их энегрий. Они-же еще и волна :)
Andy_U
24.02.2022 14:59Да ну? С чего бы это короткий лазерный импульс (типа дельта-функции) превратится в гармоническую волну?
Sdima1357
24.02.2022 15:06+1У этой "дельты" совсем не нулевая длительность и есть хвосты , длина которых в принципе ограничена частотой (длиной волны). Выше частота - короче хвосты. Вы знаете почему резолюция микроскопов ограничена примерно длиной волны ?
Sdima1357
24.02.2022 15:16Возможно я неправ, может и не сложатся. Но вопрос был в другом, действует ли третий закон ньютона в отношении фотона и притягивающего его тела. Если да - то фотон тоже обладает гравитирующей массой.
Andy_U
24.02.2022 15:27В уравнения Эйнштейна входит не масса, а тензор энергии-импульса. У Э/М поля он ненулевой. Ну и вроде как у нас гравитирующая масса равна массе покоя (в системе отсчета рассматриваемого тела). На этом утверждении ОТО построено. А системы отсчета, где фотон неподвижен, не существует, как и массы. Но и фиг с ним.
kichrot
24.02.2022 16:52... А системы отсчета, где фотон неподвижен, не существует, как и массы. ...
Точнее, СО невозможно привязать к фотону, в следствии отсутствия у фотона центра масс. Движущийся фотон невозможно локализовать в пространстве, что бы иметь реперную точку для начала системы координат.
А, неподвижный фотон не существует, по определению, так как движение фотона является неинерциальным, т.е. абсолютным.
Andy_U
24.02.2022 15:30Вдогонку, закон сохранения импульса (третий закон) выводится из однородности пространства-времени. А когда оно кривое, однородности нет...
Sdima1357
24.02.2022 15:36Было два объекта: фотон и притягивающая его масса. Фотон поменял направление движения. Он сдвинул тело или нет? Импульс системы двух тел сохранился или нет?
Andy_U
24.02.2022 17:45+1Насчет "сдвинуть", наверное, вынужден предварительно согласиться, Тензор энергии-импульса фотона ведь не нулевой, значит и метрика пространства-времени при добавлении фотона должна отличаться от "базовой". Насчет сохранения импульса, так уравнения Эйнштейна нелинейные...
P.S. Надо поискать в интернете решения уравнений Эйнштейна для фотона...
Andy_U
24.02.2022 18:20+2Источник конечно, тот еще:
https://yandex.ru/q/question/vzaimodeistvie_mezhdu_dvumia_fotonami_ved_7616b721/
Но там есть вот такой текст (подчеркивание мое) и ссылка на статью, опубликованную в 2016 в серьезном физическом журнале:
Вопрос совершенно не тривиальный
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/18/2/023009/pdf
Можно, конечно, подставить тензор энергии-импульса в правую часть, но тогда сразу видно, что скалярная кривизна пространства чистый ноль. Однако это не означает отсутствия гравитационного поля. Я подозреваю, что ответить на вопрос, каким будет гравитационное взаимодействие между пучками света, не удастся простым вращением пальцев и философской смекалкой.
Да, в статье написано, что параллельные пучки света гравитационно не взаимодействуют.
Sdima1357
24.02.2022 18:33параллельные пучки света гравитационно не взаимодействуют.
Тут есть некоторая тавтология. Знать бы еще что это, "параллельные" . Видимо те , которые не взаимодействуют гравитационно в выбранной системе отсчета. :)
Sdima1357
24.02.2022 18:57Laser pulse metric perturbation In this section, we derive the gravitational field of a pulse of laser light. We assume the power of the pulse to be small such that the metric tensor ...
Хоть я и плохо разбираюсь в данной теме, но читаю много статей на смежные темы и мне уже не нравится эта выделенное мной допущение.
kauri_39
24.02.2022 21:22Почему дополнительное измерение должно быть чисто пространственным? Скорее — пространственно-временным. Это если исходить из несоответствия нашей Вселенной понятиям не только бесконечности, но и вечности. Можно наделить некое сверхпространсво этими понятиями, а 5-е пространственно-временное измерение будет связывать его с нашей Вселенной.
Тогда космологическое расширение можно объяснить постоянным и повсеместным поступлением в наше пространство его новых квантов из 5-го измерения. Это самый очевидный след существования данного измерения.
Возможно, и сама наша Вселенная возникла как квант пространства более масштабной вселенной из 5-го измерения.
А если природа гравитации имеет поглотительный характер (кванты материи поглощают кванты пространства), то в 5-е измерение выводится поглощаемое материей пространство. Это поглощение не так очевидно, как его «гравитационное следствие» — постоянное расширение и равноускоренное движение внешнего физического вакуума в сторону материи.
andreishe
А в каком месте он двумерный? У него нет толщины?
OlegSivchenko Автор
Да, у графенового листа толщина в один атом, в макромире она пренебрежима
andreishe
Если мы возьмём лист графена и начнём складывать его пополам, долго вы сможете пренебрегать его толщиной?
domix32
Мы живем на шаре посреди космоса, однако большая часть карт завязана на двух измерениях. Так что складывай не складывай - меняется топология, но не размерность.
kichrot
Понятие "пренебрежимо" не тождественно понятию "отрицание", так как является условным (относительным, субъективным).
Так, что Вы просто необоснованно постулируете двухмерность графена.
courser
Никто тут не постулировал абсолютную двумерность графена. Общепринятое определение двумерного материала - материал с пренебрежимо малой толщиной.
kichrot
Вы считаете, что общественное мнение является критерием истины??? :)
Тогда Вам следует обратиться к Библии, Корану и прочим религиозным канонам. Их истинными считают гораздо большее количество людей, чем количество всех ученых и им сочувствующих, во всем мире. :)
Определение понятия, на которое Вы ссылаетесь, имеет свои границы применимости, что говорит об относительности этого понятия.
А, предлагаемая Вами теория претендует, на модель физического пространства, которая должна обладать заведомой универсальностью, как для макромира, так и для микромира. Тем более, что подобное деление, в свою очередь, условно (относительно, субъективно).
Любой постулат, для любой теории, должен быть абсолютен, в рамках границ области применимости данной теории. Это азбука. А Вы эту азбуку пытаетесь заведомо нарушить.
nulovkin
Вы цепляетесь к словам. Человеческий мозг мыслит абстракциями. О листе бумаги люди не думают, как о кубе, потому что он ведёт себя иначе. А графен ведёт себя иначе, чем кусок угля. Если бы графен был истинно плоским, мы бы, вероятно, не смогли бы взаимодействовать с ним.
kichrot
Интересно. А, к чему ещё цепляться в тексте??? :)
Любое суждение состоит из слов. Каждое слово в суждении имеет логический смысл, определяющий логический смысл всего суждения.
Автор вынес свою теорию на суд. Вот суд и идёт. :)
nulovkin
Ну должны же быть какие-то возможности для понимания и абстракции? Есть не только утверждения, но и метафоры
kichrot
Вы считаете, что в теориях, претендующих на научность, допустимы метафоры??? :)
nulovkin
...Да. Иначе бы люди думали, что мир состоит из гитарных струн или бильярдных шаров.
Научная теория это отображение фактов в виде удобной абстракции.
kichrot
В теории струн, струна, это не метафора, а понятие имеющее четкое определение.
Вы конвергенцию перепутали с метафорой.
Да, любая теория является абстракцией, но не обязательно удобной.
Научная теория, это абстракция обобщающая, в виде закономерности, известные объективные факты.
В более общем виде, теория, это любое суждение имеющее в своем составе логические основания и следствия.
А, "удобство", это понятие относительное. Что удобно одному, может быть неудобно другому.
vvs013
Человеческий мозг мыслит схемами, состоящими из абстракций. И эти схемы всегда "в контексте".
Например, для художника и маляра существует только "плоский мир", так как закрашивают они всегда только поверхность, а не "в глубину". И вот здесь как раз логично отрицать наличие "толщины" у краски, холста, забора и т.д.. :)
Но в технике, мы же про графен, кажется лучше всё таки говорить "пренебрежимо малое" или что нибудь подобное. Тогда не будет "ложных" схем в уме и недопонимания.