جهان در فضایی فرا ابعادی

[Rez@ee]

جهان در فضایی فرا ابعادی- (قسمت اول) تعریف مقدماتی تئوری ابر فضا

تئوری ابر فضا یک انقلاب عظیم علمی، فکری و فلسفی در مورد درک مان از جهان است که بیان می دارد، ابعادی افزون بر چهار بعد پذیرفته شده فضا– زمان وجود دارند و در واقع ممکن است جهان در فضایی فرا ابعادی وجود داشته باشد. تئوری ابر فضا از نظر علمی با نام های تئوری کالوزا - کلین و یا ابر گرانش همراه است. اما پیشرفته ترین فرمول بندی آن، تئوری ابر ریسمان نامیده می شود که حتی عدد دقیق ابعاد،(ده) را پیش بینی می کند. در این صورت، سه بعد متداول فضا(طول، عرض وارتفاع) و یک بعد زمان با شش بعد فضایی دیگر فزونی یافته اند.
توضیح بیشتر آنکه:
با استناد به تئوری ابر فضا، قبل از انفجار بزرگ، کیهان ما یک جهان کامل ده بعدی بوده است، جهانی که در آن مسافرت های درون بعدی امکان پذیر بود. با این همه این دنیای ده بعدی، ناپایدار بود و در نهایت به دو قسمت شکافته شد و باعث خلق دو جهان مجزا گردید. یک جهان چهار بعدی و یک جهان شش بعدی به وجود آمد. جهانی که ما در آن زندگی می کنیم، در جریان این دگرگونی شدید کیهانی متولد شد. جهان چهار بعدی به صورت انفجاری، شروع به انبساط نمود در حالی که جهان شش بعدی دوقلوی ما شدیدا انقباض پیدا کرده و تا حد بینهایت کوچکی جمع شد. بنابر این، این تئوری پیشگویی می کند که جهان ما دارای یک جهان دوقلوی کوچک، یک جهان همزاد است که در حد یک کره شش بعدی فوق العاده کوچک جمع شده وخیلی ریزتراز آن حدی است که بتوان آن رامشاهده نمود.

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي-قسمت دوم

بله شايد عميق ترين تصوير حك شده در درك مشتركمان از اين دنيا، سه بعدي بودن آن باشد.ناگفته پيداست كه طول،عرض و ارتفاع براي توصيف تمامي اجسام جهان قابل رويتمان كفايت مي كنند.آزمايش هاي انجام شده بر روي نوزادان و نيز حيوانات نشان داده اند كه ما با اين حس دروني به دنيا گام مي گذاريم كه دنيايمان سه بعدي است.اگر زمان را نيز به عنوان بعدي ديگر وارد كنيم، آنگاه چهار بعد براي ثبت تمامي رويدادهاي جهان كافي خواهد بود.صرف نظر از اينكه ابزارهايمان چه جاهايي را مورد كنكاش قرار مي دهند،از درون اتم ها گرفته تا دوردست ترين خوشه هاي كهكشاني فقط شواهدي بر همين چهار بعد يافته ايم.هر گونه ادعايي غير از اين،مبني بر امكان وجود ابعاد و يا دنياهاي موازي ديگر، به مثابه رفتن به زير بار سرزنش هاي عموم خواهد بود.با اين وجود،ديري نخواهد پاييد كه اين پيش داوري عميقا تثبيت شده در مورد دنياي ما كه دو هزار سال قبل توسط فلاسفه يونان باستان ساخته و پرداخته شد،تسليم پيشرفت علم شود.

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي -قسمت سوم

هندسه اقليدسي، براي دو هزار سال يكي از ستون هاي استوار رياضيات بود كه بيانگر سه بعدي بودن فضا است. علاوه بر اين، در اين هندسه فضاي سه بعدي مذكورتخت است(در فضاي تخت، كوتاه ترين فاصله بين دو نقطه، يك خط راست است و اين موضوع امكان انحنا دار بودن فضا، مانند سطح يك كره را منتفي مي كند). احتمالا كتاب اصول اقليدس، تاثيرگذارترين كتاب تاريخ علم بوده است وپوياترين مغزهاي تمدن براي دو هزار سال، در برابر زيبايي و سحر كلام هندسه اين كتاب، در تحير بوده اند. اين هندسه شايد بيش از حد موفق بود و در طول قرون جايگاهي نزديك به يك مذهب پيدا كرده بود. هر كسي كه جرات به خرج داده و فضاي انحنا دار و پيامد، آن ابعاد بالاتر را مطرح مي كرد، مورد تكفير قرار مي گرفت. براي نسل هاي متمادي، دانش آموزان با اصول هندسه اقليدوسي كلنجار رفته اند: اينكه محيط يك دايره برابر حاصل ضرب قطر آن در عدد است و مجموع زواياي داخلي يك مثلث 180 درجه است. اما چرا شكل هاي هندسي مسطح و ايده ال اقليدسي را در هيچ جاي طبيعت نمي توان مشاهده كرد. رشته كوهها، امواج اقيانوس ها، ابرها، گرداب ها و ... شكل هاي دايره اي، مثلثي و مربعي كامل نيستند بلكه اشياء منحني هستند كه به روش هاي بيشماري، خميده و پيچيده شده اند. زمان انقلاب فرا رسيده بود، اما چه كسي هدايت آن را در دست مي گرفت و چه چيزي مي توانست جايگزين هندسه قديمي گردد؟
از نظر ريمان تنها با محدود كردن خود به سطوح تخت، مي توان از هندسه اقليدسي دفاع كرد و با ورود به دنياي سطوح انحنادار اين هندسه عملا غلط از آب در مي آيد بخصوص در مقايسه با دنيا و تنوع غني آن ، فاقد خلاقيت و نوزايي است.

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي-قسمت چهارم

ريمان متوجه شد كه فضاها ممكن است تخت يا انحنادار باشند.اگر فضا تخت باشد در اينصورت اصول موضوعي رايج اقليدس كاربرد دارند:
كوتاهترين فاصله بين دو نقطه يك خط راست است.
خطوط موازي هرگز همديگر را قطع نمي كنند.
مجموع زواياي داخلي يك مثلث 180 درجه است.
مساحت دايره رامي توان ازضرب عدد درمربع شعاع دايره بدست آورد و ...

اما اگر سطوح مانند سطح يك كره داراي انحناي مثبت باشند، آنگاه :
مفهوم كوتاهترين فاصله تغيير مي كند.
خطوط موازي حتما همديگر را قطع مي كنند.
مجموع زواياي داخلي يك مثلث از 180 درجه بيشتر مي شود.
مساحت دايره كمتر از حاصلضرب عدد در مربع شعاع دايره مي شود و...

و اگر سطوح مانند سطح زين اسب داراي انحناي منفي باشد، آنگاه:
مفهوم كوتاهترين فاصله تغيير مي كند.
ازيك نقطه واقع در بيرون يك خط مفروض، بينهايت خط موازي با آن خط مي توان ترسيم كرد.
مجموع زواياي داخلي يك مثلث از 180 درجه كمتر خواهد شد.
مساحت دايره بيشتر از حاصلضرب عدد در مربع شعاع دايره مي شود و...
هدف ريمان معرفي روشي تازه در رياضيات بود كه وي را قادر به توصيف تمام سطوح صرف نظر از ميزان انحناي آنها بكند.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/7/7d/a0588.JPG

[Rez@ee]

جهان در فضایی فرا ابعادی -قسمت پنجم

ريمان در نهايت فقر و تنگدستي وبيماري سل و اعصاب در برابر هندسه يوناني كه اصول آن بر اساس بنيانهاي لرزان فهم عامه و باورهاي فطري استوار بود قد علم كرد وهندسه اي را بنا به يك زمينه مستحكم منطقي و بر اساس ابعادي فراتر از سه بعد در يك فضاي انحنادار و نه تخت و مسطح بنا نهاد.
ريمان اولين كسي بود كه در برابر يكي از ستون هاي دو هزار ساله رياضيات يعني هندسه اقليدسي قد علم كرد و بيان كرد كه طبيعت جايگاه اصلي خود را در هندسه اي با ابعاد بالاتر پيدا خواهد كرد.
طبيعت تنها دم شير را به ما نشان مي دهد، ولي من شكي ندارم كه شير به طبيعت تعلق دارد حتي اگر به خاطر جثه بزرگش نتواند خود را به طور آني نشان دهد. آلبرت اينشتين (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-editpage.php?page=%D8%B7%D8%A8%D9%8A%D8%B9%D8%AA+% D8%AA%D9%86%D9%87%D8%A7+%D8%AF%D9%85+%D8%B4%D9%8A% D8%B1+%D8%B1%D8%A7+%D8%A8%D9%87+%D9%85%D8%A7+%D9%8 6%D8%B4%D8%A7%D9%86+%D9%85%D9%8A+%D8%AF%D9%87%D8%A F%D8%8C+%D9%88%D9%84%D9%8A+%D9%85%D9%86+%D8%B4%D9% 83%D9%8A+%D9%86%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D9%85+%D9%83%D9% 87+%D8%B4%D9%8A%D8%B1+%D8%A8%D9%87+%D8%B7%D8%A8%D9 %8A%D8%B9%D8%AA+%D8%AA%D8%B9%D9%84%D9%82+%D8%AF%D8 %A7%D8%B1%D8%AF+%D8%AD%D8%AA%D9%8A+%D8%A7%DA%AF%D8 %B1+%D8%A8%D9%87+%D8%AE%D8%A7%D8%B7%D8%B1+%D8%AC%D 8%AB%D9%87+%D8%A8%D8%B2%D8%B1%DA%AF%D8%B4+%D9%86%D 8%AA%D9%88%D8%A7%D9%86%D8%AF+%D8%AE%D9%88%D8%AF+%D 8%B1%D8%A7+%D8%A8%D9%87+%D8%B7%D9%88%D8%B1+%D8%A2% D9%86%D9%8A+%D9%86%D8%B4%D8%A7%D9%86+%D8%AF%D9%87% D8%AF.+%D8%A2%D9%84%D8%A8%D8%B1%D8%AA+%D8%A7%D9%8A %D9%86%D8%B4%D8%AA%D9%8A%D9%86)
امروزه ما مي دانيم كه در رياضيات موضوعات زيادي وجود دارند كه غير قابل تصور هستند، ولي مي توان نشان داد كه وجود دارند. پر واضح است كه اين رياضيات ابزاري هستند كه ما براي درك چيستي جهان و چگونگي خلق عالم توسط خالق آن به آن ها نياز داريم.
من مي خواهم بدانم كه خدا چگونه اين دنيا را خلق كرد؟علاقه زيادي به پديده هاي گوناگون ندارم. مي خواهم قصد او را درك كنم، چون بقيه مسائل جزئي هستند. آلبرت اينشتين (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-editpage.php?page=%D9%85%D9%86+%D9%85%D9%8A+%D8%AE %D9%88%D8%A7%D9%87%D9%85+%D8%A8%D8%AF%D8%A7%D9%86% D9%85+%D9%83%D9%87+%D8%AE%D8%AF%D8%A7+%DA%86%DA%AF %D9%88%D9%86%D9%87+%D8%A7%D9%8A%D9%86+%D8%AF%D9%86 %D9%8A%D8%A7+%D8%B1%D8%A7+%D8%AE%D9%84%D9%82+%D9%8 3%D8%B1%D8%AF%D8%9F%D8%B9%D9%84%D8%A7%D9%82%D9%87+ %D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%AF%D9%8A+%D8%A8%D9%87+%D9%BE %D8%AF%D9%8A%D8%AF%D9%87+%D9%87%D8%A7%D9%8A+%DA%AF %D9%88%D9%86%D8%A7%DA%AF%D9%88%D9%86+%D9%86%D8%AF% D8%A7%D8%B1%D9%85.+%D9%85%D9%8A+%D8%AE%D9%88%D8%A7 %D9%87%D9%85+%D9%82%D8%B5%D8%AF+%D8%A7%D9%88+%D8%B 1%D8%A7+%D8%AF%D8%B1%D9%83+%D9%83%D9%86%D9%85%D8%8 C+%DA%86%D9%88%D9%86+%D8%A8%D9%82%D9%8A%D9%87+%D9% 85%D8%B3%D8%A7%D8%A6%D9%84+%D8%AC%D8%B2%D8%A6%D9%8 A+%D9%87%D8%B3%D8%AA%D9%86%D8%AF.+%D8%A2%D9%84%D8% A8%D8%B1%D8%AA+%D8%A7%D9%8A%D9%86%D8%B4%D8%AA%D9%8 A%D9%86)

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي -بخش ششم

ريمان اولين كسي بود كه سعي در ايجاد يك زبان رياضي كرد كه به وسيله آن بتواند نشان دهد كه قوانين طبيعت وقتي در ابعاد بالاتر بيان شوند، ساده تر و زيباتر مي شوند.
ريمان كار خود را با قضيه معروف فيثاغورث، يكي از كشفهاي مهم يوناني ها در رياضيات، شروع كرد. اين قضيه رابطه اي بين طول سه ضلع يك مثلث قائم الزاويه است كه بيان مي كند مجموع مربعات اضلاع كوچكتر برابر با مربع ضلع بزرگتر، يعني وتراست. بعبارتي ديگر، اگر a وb طول دو ضلع كوتاه تر و c طول وتر باشد، در اين صورت داريم:http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/f/ff/a0501.gif (البته قضيه فيثاغورث، اساس تمام كارهاي معماري است. هر بنايي كه در اين سياره ساخته مي شود، بر روي اين قضيه استوار است). اين قضيه براي فضاي سه بعدي هم براحتي قابل تعميم است. به اين بيان كه مجموع مربعات سه ضلع مجاور به هم در يك مكعب برابر با مربع قطر مكعب است. لذا اگرa,b,c نشانگر يالهاي مكعب و d نشانگر طول قطر مكعب باشد، در اين صورت داريم: http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/4/40/a0502.gif
حال به سادگي مي توان اين قضيه را به فضاي N بعدي تعميم داد. موضوع قابل توجه اين است كه با وجود ناتواني ذهن ما براي تصور اين مكعب N بعدي، نوشتن فرمولي براي اضلاع آن، ساده مي باشد. مثلا فرض مي كنيم در يك مكعب N بعدي a,b,c,d,…. طول يالهاي اين ابرمكعب بوده و z طول قطر آن باشد. دراين صورت داريم: http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/d/d2/a0503.gif
در واقع اين يك خصوصيت متداول در كار با ابرفضا است. از نظر رياضي سر و كار داشتن با فضاي N بعدي خيلي مشكلتر از سر و كار داشتن با فضاي سه بعدي نيست. بطوريكه ما مي توانيم بر روي يك صفحه كاغذ، خواص اجسامي با ابعاد بالاتر را كه توسط ذهن هاي ما قابل تصور نيستند، بطور رياضي توصيف كنيم.
تصور بعد چهارم براي ما، همانقدر غيرممكن است كه تصور رنگ ها براي كسي كه نابينا بدنيا آمده است.هلمهولتز (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-editpage.php?page=%D8%AA%D8%B5%D9%88%D8%B1+%D8%A8% D8%B9%D8%AF+%DA%86%D9%87%D8%A7%D8%B1%D9%85+%D8%A8% D8%B1%D8%A7%D9%8A+%D9%85%D8%A7%D8%8C+%D9%87%D9%85% D8%A7%D9%86%D9%82%D8%AF%D8%B1+%D8%BA%D9%8A%D8%B1%D 9%85%D9%85%D9%83%D9%86+%D8%A7%D8%B3%D8%AA+%D9%83%D 9%87+%D8%AA%D8%B5%D9%88%D8%B1+%D8%B1%D9%86%DA%AF+% D9%87%D8%A7+%D8%A8%D8%B1%D8%A7%D9%8A+%D9%83%D8%B3% D9%8A+%D9%83%D9%87+%D9%86%D8%A7%D8%A8%D9%8A%D9%86% D8%A7+%D8%A8%D8%AF%D9%86%D9%8A%D8%A7+%D8%A2%D9%85% D8%AF%D9%87+%D8%A7%D8%B3%D8%AA.%D9%87%D9%84%D9%85% D9%87%D9%88%D9%84%D8%AA%D8%B2)

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي -بخش هفتم

اگر تمامي مفاهيم منطبق با فهم رايج ما در مورد جهان درست مي بودند، علم هزاران سال قبل اسرار جهان را كشف مي كرد. هدف علم، كنار زدن لايه ظاهري اشياء است تا ماهيت لايه زيرين آن ها را نمايان سازد. در حقيقت اگر ظاهر و باطن اجسام يكي بود، نيازي به علم احساس نمي شد. در اين قسمت سعي مي كنيم نياز علم به ابعاد بالاتر را در پنج بخش زير بررسي كنيم:

الف) طبيعت جايگاه اصلي خود را در هندسه اي با ابعاد بالاتر پيدا خواهد كرد.
به عنوان يك اصل مهم حتي قوانين شناخته شده ي طبيعت موقع بيان در ابعاد بالاتر به نحو شگفت انگيزي ساده تر، متقارن تر و زيباتر مي شوند به طوري كه استفاده از ابعاد بالاتر يكي از نياز هاي حتمي علم براي توصيف درست و دقيق لايه هاي پنهان تري از قوانين طبيعت است.
ب) نياز علم به ابعاد بالاتر براي اتحاد چهار نيروي اصلي طبيعت.
ج) نياز علم به ابعاد بالاتربراي هماهنگي بين قوانين نور و گرانش.
د) نياز علم به ابعاد بالاتربراي توصيف كامل ذرات زير اتمي.
ه) نياز علم به ابعاد بالاتر براي نجات حيات هوشمند.

در ادامه براي درك بهترهر يك از عناوين بالا، با ذكر مثال هاي جالبي به بررسي آنها مي پردازيم .

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي(قوانين طبيعت موقع بيان در ابعاد بالاتر ساده تر مي شوند) -بخش هشتم

وضع آب و هوا همواره براي مصريان باستان پديده اي كاملا اسرار آميز بود. چه چيزي باعث پيدايش فصول مي شد؟ چرا هگاميكه به طرف جنوب حركت مي كردند، هوا گرم تر مي شد؟ از ديدگاه محدود مصريان باستان كه زمين در نظرشان همانند يك صفحه دو بعدي مسطح بود، آب و هوا پديده اي توضيح ناپذير مي نمود. ولي حال تصور كنيد كه مصريان باستان را سوار يك موشك كرده و به فضا بفرستيم، جايي كه بتوانند زمين را در حركت خود به دور خورشيد ببينند.
در اين صورت به طور آني پاسخ همه اين سوالات مشخص مي شود. از فضا، مشخص مي شود كه كره زمين روي يك مدار بيضي شكل بدور خورشيد مي گردد. علاوه بر آن محور زمين حدود 23 درجه نسبت به خط عمودي انحراف دارد (خط عمودي كه بر صفحه دايرةالبروج كه همان صفحه مدار زمين به دور خورشيد است زاويه 90 درجه مي سازد) به دليل اين انحراف، نيم كره شمالي در طول قسمتي از مدار خود نسبت به بخش ديگرمدار، نور بسيار كمتري از خورشيد دريافت مي كند، بنابر اين هواي نيمكره شمالي سرد و وقتي به طرف استوا حركت مي كنيم، هوا گرمتر مي شود. به همين ترتيب از آنجائيكه زمين نسبت به كسي كه در قطب شمال نشسته است در جهت خلاف حركت عقربه هاي ساعت مي چرخد، هواي سرد قطبي ضمن حركت، به سمت جنوب و استوا مي پيچد. در نتيجه با استفاده ازجهت جريان توده اي گرم و سرد هوا كه بوسيله گردش زمين ايجاد مي شوند، مي توانيم توضيح دهيم كه چرا بادها بسته به اينكه كجاي زمين باشيم معمولا در يك جهت مي وزند. كوتاه سخن آنكه به محض مشاهده زمين از فضا قوانين نسبتا مبهم آب و هوا به راحتي قابل درك مي شوند. بنابراين راه حل رفتن به بالا و به فضا است، يعني به بعد سوم . حقايقي كه در يك دنياي مسطخ غير قابل درك بودند، با مشاهده يك زمين سه بعدي بديهي مي شوند.

[اميروسوسن]

سلام دوست عزيز
مطلب جالب بود اما هنوز جاي بحث بسيار است
در مورد اين گفته انيشتن (رفتن به بعدي ديگر ) هنوز چيزي ننوشتيد
آيا گفته علامه راشنيده ايد كه بشر زماني خواهد توانست در دالان زمان حركت كند آيا اين مطلب را واقعا علامه گفته ؟

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي(قوانين طبيعت موقع بيان در ابعاد بالاتر ساده تر مي شوند)-بخش نهم

از زمان نيوتن، دانشمندان نيرو را به عنوان عامل اندركنش لحظه اي بين دو جسم دور از هم در نظر مي گرفتند. اين موضوع را فيزيكدانها، كنش از فاصله نام گذاري كردند، بدين معني كه يك جسم مي تواند حركت اجسام دورتر را به طور آني تحت تاثير قرار دهد. مكانيك نيوتني، بدون شك مي توانست حركت سياره ها را توصيف كند ولي در طول قرنها، منتقدين در مورد غير طبيعي بودن موضوع كنش از فاصله بحث كرده اند، اينكه يك جسم بتواند جهت حركت جسم ديگر را بدون اينكه حتي تماسي با آن داشته باشد تغيير دهد ...همچنين آني و لحظه اي بودن تاثير نيرو بين دو جسم كه از هم فاصله دارند با اصل موضوع نسبيت خاص اينشتين كه سرعت نور را بالاترين حد سرعت ها در عالم مي داند تناقض دارد. در قسمت بعد ذكر يك مثال جالب براي درك بهتر موضوع اخير خالي از لطف نيست: زندگي ماهي هايي كوچك، در درياچه اي پوشيده شده از نيلوفر هاي آبي را در نظر بگيريد. ماهي ها تمام عمر خود را در آبي كم عمق سپري مي كنند، در حالي كه فكر مي كنند جهانشان از رنگ آبي تيره و تار و تعدادي نيلوفر تشكيل شده است ، تنها ممكن است آگاهي مبهمي داشته باشند از اينكه شايد جهاني ناشناخته در بالاي سطح آب وجود داشته باشد. تصور كنيد كه يك روز، باران شديدي درمي گيرد و سطح آب توسط هزاران قطره ريز باران بمباران مي شود. با متلاطم شدن سطح آب، نيلوفرهاي آبي توسط امواج آب به هر سويي كشانده مي شوند. ولي چون در نظر ماهي ها آبي كه در آن بسر مي برند درست مثل فضاي اطراف ما نامرئي است از اينكه نيلوفر هاي آبي خود به خود مي توانند در اطرافشان حركت كنند سردرگم مي شوند. با تصور اينكه ماهي هاي دانشمندي نيز بين ماهي ها زندگي مي كنند، ماهي هاي دانشمند با زيركي، چيزي به نام نيرو دست و پا مي كنند تا نادانسته هاي خود را پنهان كنند وازآنجائيكه قادر به درك صحيح امواج در سطح نامرئي آب نيستند نتيجه مي گيرند كه چون ماهيتي اسرارآميز و نامرئي به نام نيرو بين نيلوفرها عمل مي كند، لذا آن ها بدون اينكه با چيزي در تماس باشند، حركت مي كنند. در واقع اگر دانشمندان ما مفاهيمي مثل نيروها را كشف مي كنند، به اين خاطر است كه نمي توانند ارتعاشات نامرئي را كه فضاي خالي اطراف ما را پركرده اند، شناسایی كنند.

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي(قوانين طبيعت موقع بيان در ابعاد بالاتر ساده تر مي شوند) -بخش دهم

ريمان سرانجام، علي رغم بيماريهاي مكرر خود، تصوير تازه و تكان دهنده اي از مفهوم نيرو ارائه كرد. او موجوداتي دوبعدي به نام كرم هاي كتاب را كه بر روي يك صفحه كاغذ مچاله شده زندگي مي كنند در نظر گرفت. اين موجودات چه تصوري از دنياي اطراف خود داشتند؟ دريافت ريمان اين بود كه از نظر آنها دنيايشان كاملا تخت مي نمايد و بخاطر اينكه بدنهايشان نيزهمراه با صفحه كاغذ، مچاله شده است، هرگز متوجه انحناي دنياي خود نمي شوند. به اين ترتيب اگر اين موجودات سعي در حركت روي اين صفحه كاغذ مچاله شده بكنند، نيرويي نامرئي و اسرار آميز را احساس مي كنند كه مانع از حركت آن ها در يك خط مستقيم مي شود بطوريكه هر دفعه كه اين موجودات از روي چين و چروك هاي صفحه حركت كنند بدنهايشان به چب و راست كشيده مي شود. بدين ترتيب، ريمان با رد كردن اصل كنش از فاصله، بعد از 200 سال، اولين تكان اساسي را به فيزيك نيوتوني وارد نمود و بيان كرد: نيرو، نتيجه اي از هندسه است .
در ادامه، ريمان بجاي صفحه كاغذ دو بعدي كه در جهان سه بعدي ما پيچيده شده بود، جهان سه بعدي ما را كه در بعد چهارم پيچيد شده، جايگزين كرد. بطوريكه درهم پيچيدگي جهان براي ما روشن و واضح نيست. ريمان به اين نتيجه رسيد كه نيرو هاي الكتريسيته، مغناطيس و گرانش ناشي از درهم مچاله شدن جهان سه بعدي ما در بعد نامرئي چهارم است. بنابراين نيرو موجوديت مستقلي ندارد بلكه فقط اثري ظاهري است كه بخاطر تغيير شكل هندسي ايجاد مي شود.
در بخش هاي بعدي به توضيح بيشتر موضوع اخير مي پردازيم.

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي(قوانين طبيعت موقع بيان در ابعاد بالاتر ساده تر مي شوند) -بخش یازده

كاربرد ديگر اين اصل، اينكه طبيعت وقتي در ابعاد بالاتر بيان مي شود، ساده تر مي شود را مي توان در ايده اصلي نهفته در تئوري نسبيت خاص اينشتين جستجو كرد. اينشتين، زمان را به عنوان بعد چهارم در نظر گرفت و نشان داد كه فضا و زمان مي توانند به نحو مناسبي در يك تئوري چهار بعدي يكي شوند. اين موضوع به نوبه خود منجر به اتحاد تمام كميت هاي فيزيكي اندازه گيري شده توسط فضا–زمان مثل ماده و انرژي گرديد. وي در دنباله كار، عبارت دقيق و رياضي اين اتحاد بين ماده و انرژي را يافت: http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/9/9b/a0762.jpg،كه شايد بدون اغراق، مشهورترين معادله بين تمام معادلات علمي باشد.
به اين ترتيب مي توان گفت، تئوري ابعاد بالاتر صرفا يك تئوري آكادميك نيست، زيرا ساده ترين نتيجه تئوري اينشتين، بمب اتمي است كه سرنوشت بشريت را دستخوش تغييرات كرده است.با اين حساب، معرفي ابعاد بالاتر يكي از محوري ترين كشفيات علمي در تاريخ دانش بشري است.

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي -بخش دوازده

بزرگترين آرزوي فيزيكدانان قرن نوزدهم و بيستم همواره اتحاد چهار نيروي اصلي طبيعت، يعني نيروهاي الكترومغناطيس، هسته اي قوي، هسته اي ضعيف ونيروي گرانش بوده است.
دراين راستا نظريه فرا ابعادي ريمان(مچاله شدن فضاي سه بعدي در يك فضاي چهار بعدي) و متريك ريمان(در بخش بعدي به تفصيل مورد بررسي قرار مي گيرد)، به عنوان اولين گام، همواره مانند دريچه اي براي رسيدن به اين آرزو، پيش روي دانشمندان بوده است.
اين عقيده ريمان كه نيرو را مي توان با استفاده از هندسه محض توضيح داد، بناي اعتقادي اينشتين را تشكيل داد. از نظر ريمان، انحنا يا در هم پيچيدگي فضا، علت بروز نيرو بود. بنابراين در واقع نيروها وجود ندارند و آنچه كه اتفاق مي افتد اين است كه شكل خود فضا خميده مي شود. با اينهمه، اشكال روش ريمان اين بود كه وي نمي دانست گرانش يا الكتريسيته و مغناطيس چگونه از هم پيچش فضا بوجود مي آيند. رويكرد وي بر اساس رياضيات محض بود، بدون داشتن هرگونه تصوير فيزيكي ملموس از اينكه انحناي فضا دقيقا چگونه صورت مي گيرد.
اينشتين بر اين مانع كه باعث عدم موفقيت ريمان شده بود، فائق آمد وبه كمك نظريه نسبيت عام خود، نيروي گرانش را به عنوان اثر طبيعي انحناي فضا توضيح داد.
براي مثال: فرض كنيد كه يك وزنه بر روي يك پارچه گسترده، قرار گرفته باشد. مسلما وزنه بر روي پارچه فرو رفته و تو رفتگي ملايمي ايجاد خواهد كرد. در اين حالت اگر گلوله كوچكتري روي اين پارچه انداخته شود، مسيري دايره اي يا بيضوي حول وزنه طي خواهد نمود. ناظري كه از دور به اين گلوله در حال گردش نگاه كند، ممكن است بگويد كه يك نيروي آني از طرف وزنه به گلوله اعمال مي شود و مسير حركت آن را تغيير مي دهد. با اين وجود، در نگاهي دقيقتر، مشاهده اين كه چه اتفاقي مي افتد، ساده خواهد بود. وزنه باعث انحنادار شدن پارچه و بنابر اين مسير حركت گلوله شده است. بطور مشابه، اگر سياره ها حول خورشيد مي گردند، به دليل حركت در فضايي است كه به خاطر حضور خورشيد انحنا يافته است و مشابه آن دليل ايستادن ما بر روي كره زمين و پرت نشدنمان به فضا اين است كه زمين دائما فضاي اطراف ما را مي پيچاند.

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي -بخش سیزده

هدف ريمان معرفي روشي تازه در رياضيات بود كه وي را قادر به توصيف تمام سطوح، صرفنظر از ميزان انحناي آنها كند.
ايده ريمان، معرفي مجموعه اي از اعداد در هر نقطه از فضا بود كه بتواند مقدار انحنا يا تاب آن فضا را توصيف كند. او اين مجموعه اعداد را متريك ناميد.
اگر چه استدلال آنچه كه ريمان انجام داد پيچيده است اما سعي مي شود به طور ساده بيان شود.
مي دانيم در يك صفحه دو بعدي تخت مثل يك صفحه كاغذ كوتاه ترين فاصله بين دونقطه همواره يك خط راست است كه از رابطه http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/5/53/a0791.JPG بدست مي آيد. پر واضح است كه اين رابطه را مي توان به صورت http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/2/20/a0792.JPG نوشت كه همان صورت آشناي قضيه فيثاغورث است. در واقع ما براي بدست آوردن كوتاه ترين فاصله بين دو نقطه AوB ، سه نقطه به مختصات http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/1/1f/a0793.JPG را در نظر مي گيريم ويك مثلث قائم الزاويه بين آنها رسم مي كنيم و سپس به كمك قضيه فيثاغورث وتر اين مثلث را كه همان كوتاه ترين فاصله ببن دو نقطه است بدست مي آوريم.
اما همانطور كه پيش از اين ذكر شد اگر اين صفحه دو بعدي داراي پيچ و تاب و انحنا باشد مفهوم كوتاهترين فاصله كاملا دگرگون مي شود زيرا وقتي كه صفحه دو بعدي مورد نظرمان را در يك صفحه سه بعدي پيچ و تاب دهيم، سه نقطه ديگر در يك راستا نمي مانند و ممكن است نسبت به هم در ارتفاع بالاتر و يا عمق پايين تري قرار گيرند و به اين ترتيب خط راستي كه به عنوان كوتاهترين فاصله رسم مي شود به يك منحني تبديل شود.
حال سوالي كه مطرح است اين است كه آيا براي رسم اين منحني پر پيچ و تاب هم مي توان از قضيه فيثاغورث استفاده كرد؟
و اينكه اصلا قضيه فيثاغورث روي سطح منحني به چه صورت بيان مي شود؟...

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي -بخش چهارده

در فيزيك به كوتاه ترين فاصله بين دو نقطه روي يك سطح منحني ژئودزيك گفته مي شود.
ريمان با زيركي فهميد كه با در نظرگرفتن يك مجموعه سه عددي براي هر نقطه از يك صفحه دو بعدي مي توان مقدار خم و انحناي صفحه را در آن نقطه پيدا كرد. اين مجموعه سه عددي كه متريك نام گرفت به صورت: http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/f/f4/a0990.jpg تعريف شد كه در آن http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/1/1b/a0991.jpg و به كمك آن معادله ژئودزيك يا همان معادله كوتاه ترين فاصله به صورت http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/c/c9/a0992.jpg تعريف شد.
در يك نگاه معادله ژئودزيك صورت قضيه فيثاغورث را در ذهنمان آشكار مي كند. به طوريكه با درنظر گرفتن صورت قطبي ماتريس متريك به شكل http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/2/2c/a0993.jpg دقيقا به همان قضيه فيثاغورث در فضاي تخت دو بعدي مي رسيم.
بنابراين اشكال قطري ماتريس متريك توصيف كننده فضاهاي تخت هستند.
در ادامه كار ريمان متوجه شد كه در فضاهاي سه بعدي براي هر نقطه، به يك مجموعه شش عددي و در فضاي چهار بعدي به يك مجموعه ده عددي براي توصيف كامل خم يا انحنا در آن نقطه نياز داريم. مثلا تانسور متريك در فضاي چهار بعدي به صورت http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/8/88/a0994.jpg نوشته مي شود كه در آن http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/d/d7/a0995.jpg و http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/0/0d/a0996.jpg و http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/9/9c/a0997.jpg و... به اين ترتيب فقط ده مولفه مستقل از هم وجود دارند. در حالت كلي هر اندازه تانسور متريك بزرگتر باشد، مچاله شدگي صفحه نيز بيشتر خواهد بود.
در حقيقت با تعميم موضوع به فضاي http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/e/e4/a0999.jpg بعدي، تانسور متريك مشابه خانه هاي يك شطرنج http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/c/c8/a0998.jpg خواهد بود. اين موضوع در اتحاد تمام نيروها كه در بخشهاي بعد مورد بررسي قرار خواهد گرفت، كاربرد فيزيكي خيلي زيادي پيدا خواهد كرد.

[HANIKO]

واااااااااااااااااااااااا ااااااااقعا جالب بود[esteghbal]

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي بخش پانزده

در آوريل 1919، اينشتين از دريافت يك نامه بسيار متعجب گشت. نامه از طرف رياضيدان ناشناخته اي بنام تئودور كالوزا از دانشگاه كنيگزبرگ آلمان بود. اين رياضيدان ناشناس در مقاله اي كوتاه كه تنها چند صفحه داشت، پيشنهادي براي حل يكي از مشكلترين مسايل قرن داده بود. كالوزا با معرفي بعد پنجم (يعني چهار بعد فضايي و يك بعد زماني) تنها در چند سطر، تئوري گرانش اينشتين را با تئوري الكترومغناطيسي ماكسول متحد ساخته بود. كالوزا مانند ريمان، نور را اغتشاش ناشي از ضربان و موج دار شدن اين بعد بالاتر در نظر گرفته بود. او با نوشتن متريك ريمان در پنج بعد، در سطر پنجم و ستون پنجم به ميدان الكترومغناطيسي ماكسول و در مجموعه، چهاردرچهار، باقي مانده به متريكي كه اينشتين براي گرانش معرفي كرده بود رسيده بود.
در نهايت مي توان گفت:
ماده موجود در جهان و نيروهايي كه موجب بقاي آن مي شوند در شكل هاي بينهايت گوناگون و متغييري ظاهر مي شوند كه بر اساس فرضيه هاي جديد احتمالا چيزي جز ارتعاشات مختلف ابر فضا نيستند. اين مفهوم را مي توان به ملودي هاي بينهايت زياد و متنوعي كه در اثر ارتعاشات سيم هاي يك ويولن به وجود مي آيند، تشبيه كرد. به هر حال، اين مفهوم برخلاف تفكر بين دانشمنداني است كه فضا- زمان را عامل اصلي نمي دانند و معتقدند كه همچنان و به طور مستقيم فقط اتم ها و ستارگان نقش اصلي را بر عهده دارند.

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي-بخش شانزده

ج) قوانين گرانش و نور در تئوري هاي كلاسيك كاملا ناهمگون به نظر مي رسند به طوري كه اين قوانين از فرضيات فيزيكي و نيز از رياضيات متفاوتي پيروي مي كنند و تلاش براي تركيب معادلات اين دو همواره نافرجام مانده است.
در حال حاضر فيزيكدانان زيادي متقاعد شده اند كه يك تئوري متداول چهار بعدي بسيار كوچكتر از آن است كه به طور كامل نيروهاي توصيف كننده جهان ما را توضيح دهد. در يك تئوري چهار بعدي، فيزيكدان ها مجبور هستند نيروهاي طبيعت را در حالتي غير طبيعي و غير هماهنگ با هم تركيب كنند. علاوه بر اين، تئوري تركيبي مورد نظر، نادرست است. اما با بيان آن در ابعادي بالاتر ازچهاربعد، فضاي كافي (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-editpage.php?page=%D9%81%D8%B6%D8%A7%D9%8A+%D9%83% D8%A7%D9%81%D9%8A) در اختيار داريم تا نيروهاي بنيادي را بصورتي ظريف، زيبا و جامع توضيح دهيم.
به عنوان مثال قوانين گرانش و نور كاملا ناهمگون به نظر مي رسند. اين قوانين از فرضيات فيزيكي و نيز از رياضيات متفاوتي پيروي مي كنند. تلاش براي تركيب معادلات اين دو همانطور كه گفته شد همواره نافرجام مانده است اما در صورتي كه بر اساس اولين تئوري گرانشي كه توسط دو دانشمند به نام هاي كالوزا و كلين پيشنهاد شد بعد ديگري را به عنوان بعد پنجم به چهار بعد فضا-زمان بيفزاييم، آنگاه ملاحظه مي شود كه معادلات حاكم بر نور و گرانش مانند دو قطعه يك پازل با هم جفت و جور مي شوند. در واقع مي توان نور را به عنوان ارتعاشاتي در بعد پنجم توصيف كرد. به اين ترتيب ملاحظه مي كنيم كه قوانين نور و گرانش در بعد پنجم ساده تر مي شوند و در ضمن به اين پارادوكس كه چگونه نور با وجود رفتار موجي اش مي تواند بدون هيچ واسطه اي در خلاء سير كند؟( اگر در خلاء چيزي براي موجي شدن نيست، پس نور چگونه مي تواند موج باشد؟)پاسخ داده مي شود. در واقع علت سير كردن نور در خلاء به اين خاطر است كه خلاء خودش مرتعش مي شود، زيرا خلاء در واقع در چهار بعد فضا و يك بعد زمان يعني يك فضاي پنج بعدي موجوديت پيدا مي كند.

[اميروسوسن]

اين دو مبحث واقعا جالب بود [taajob][esteghbal]
اگه اين مبحث رو قطع كني ما واقعا ناراحت ميشويم [negaran][negaran]
منتظر مبحث جديد هستيم[tashvigh]

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي -بخش هفده

د) تئوري هاي بدتركيب ذرات زير اتمي، به كمك نسخه هايي از تئوري ابر فضا داراي يك تقارن چشمگير مي گردند.
به همين ترتيب وقتي كه اين تئوري به فضاي n بعدي (n مي تواند هر عدد صحيحي باشد ) افزايش پيدا مي يابد، تئوري هاي بدتركيب ذرات زير اتمي، داراي يك تقارن چشمگير مي گردند. با اين وجود تئوري اوليه كالوزا- كلين نمي توانست عدد دقيق n را تعيين كند و در توصيف كامل ذرات زير اتمي، با مشكلات فني روبرو بود. نسخه پيشرفته تري از اين تئوري به نام تئوري ابر گرانش نيز مشكلاتي چند داشت. جرقه اوليه توجهات به اين تئوري در سال 1984، توسط فيزيكداناني چون مايكل گرين و جان شوارتز زده شد كه سازگاري پيشرفته ترين نسخه تئوري كالوزا- كلين به نام تئوري ابر ريسمان را ثابت كردند. تئوري كه فرض مي كند، تمام ماده، متشكل از ريسمان هاي ريز مرتعش مي باشد. شگفت آنكه ابر ريسمان عددي دقيق براي تعداد ابعاد فضا– زمان پيش گويي مي كند: ده.

[Rez@ee]

جهان در فضايي فرا ابعادي -بخش هجده

ه) يكي از عملي ترين كاربردهاي ممكن اين نظريه، نجات حيات هوشمند و از جمله نجات حيات خود ما ازمرگ جهان باشد.
علاوه برنياز فيزيكدانان به نظريه اي فرا ابعادي مانند تئوري ابر فضا براي توصيف درست قوانين و نيروهاي طبيعت، به نظر مي رسد يكي از عملي ترين كاربردهاي ممكن اين نظريه نجات حيات هوشمند و از جمله نجات حيات خود ما ازمرگ جهان باشد. دانشمندان در سراسر دنيا بر اين باورند كه در نهايت، جهان محكوم به مرگ است و همراه با مرگ آن تمامي حياتي كه طي ميلياردها سال تكامل يافته است از بين خواهد رفت. به عنوان مثال بر طبق تئوري رايجي كه انفجار بزرگ ناميده مي شود، يك انفجار كيهاني بين 15 تا 20 ميليارد سال قبل آغازگر انبساط جهان شده و ستارگان و كهكشان ها را با سرعت هاي بسيار زياد به نواحي دور از ما پرتاب مي كند. اما، اگر روزي جهان انبساط خود را متوقف ساخته وشروع به انقباض كند، در نهايت با حادثه عظيم و ملتهبي موسوم به مچالگي بزرگ در هم فرو مي ريزد و هر گونه حيات هوشمند بر اثر گرماي فوق العاده زياد تبخير مي شود. با اين وجود عده اي از فيزيكدانها بر اين گمان هستند كه تئوري ابر فضا ممكن است در صورت اين رخداد، پناه حيات هوشمند باشد. اما چگونه ؟
دقت كنيد: با استناد به تئوري ابر فضا، قبل از انفجار بزرگ، كيهان ما يك جهان كامل ده بعدي بوده است، جهاني كه در آن مسافرت هاي درون بعدي امكان پذير بود. با اين همه، اين دنياي ده بعدي، ناپايداربود و درنهايت به دو قسمت شكافته شد و باعث خلق دو جهان مجزا، يك جهان چهار بعدي و يك جهان شش بعدي گرديد. جهاني كه ما در آن زندگي مي كنيم يا جهان چهار بعدي، در جريان اين دگرگوني شديد كيهاني متولد شد. جهان چهار بعدي به صورت انفجاري، شروع به انبساط نمود، در حالي كه جهان شش بعدي دوقلوي ما شديدا انقباض پيدا كرده و تا حد بينهايت كوچكي جمع شد. بنابراين، اين تئوري پيشگويي مي كند كه جهان ما داراي يك جهان دوقلوي كوچك، يك جهان همزاد است كه در حد يك كره شش بعدي فوق العاده كوچك جمع شده و خيلي ريزتر از آن حدي است كه بتوان مشاهده نمود.اين جهان شش بعدي، چيزي زايد و بي استفاده نمي باشد، بلكه ممكن است در آخرين ثانيه هاي مرگ جهان ما، جهان دوقلويمان دگر باره سر برآورده و حيات هوشمند با سفر درون بعدي به آن، خود را از فروپاشي برهاند.

[اميروسوسن]

اين نظريه خيلي جالب بود
يه استاد داريم كه ميگفت در آينده تونلهايي بشر ايجاد خواهد كرد كه در آنها سفرهاي كهكشاني خواهد داشت