Was ist der Unterschied zwischen 4-D & 3-D?

Mathematiker benutzen Hypercubes, um vier Raumdimensionen zu beschreiben.

Obwohl RelativitĂ€t, Raumzeit und mehrere Dimensionen berauschende Themen sein können, sind die Grundlagen ziemlich einfach. Aus traditioneller Wissenschaft und alltĂ€glicher Erfahrung können Sie die Welt als einen dreidimensionalen Ort mit Breite, Tiefe und Höhe behandeln. Aber in den frĂŒhen 1900er Jahren theoretisierten Albert Einstein und andere, dass die Zeit - die frĂŒher fĂŒr ein völlig anderes PhĂ€nomen gehalten wurde - eine vierte Dimension ist.

Drei rÀumliche Dimensionen

Gewöhnliche Objekte und der Raum, den sie bewohnen, haben drei Dimensionen, die Sie leicht sehen und messen können. Wenn Sie wissen möchten, wie viel Platz ein Objekt einnimmt, messen Sie es, stecken Sie die Zahlen in eine Formel, die fĂŒr die Form gilt, und erhalten Sie das Volumen des Objekts. Zum Beispiel hat ein Marmor einen Radius von 1 Zentimeter, und die Formel fĂŒr die Form, eine Kugel, ist 4/3 * pi * Radius ^ 3. Der Marmor hat ein Volumen von 4,12 Kubikzentimetern. Da der Raum drei Dimensionen hat, können Sie ihn erkunden, indem Sie ihn auf und ab, von Seite zu Seite und vorwĂ€rts und rĂŒckwĂ€rts bewegen.

Vierdimensionale Raumzeit

Einsteins RelativitĂ€tstheorie verbindet die Zeit mit den bekannten drei Dimensionen, um ein vierdimensionales Universum zu schaffen. Die Idee entstand, weil drei Dimensionen nicht mehr ausreichten, um neue wissenschaftliche Beobachtungen zu beschreiben. Zum Beispiel vergeht die Zeit auf der ErdoberflĂ€che etwas langsamer als an der Spitze eines hohen Wolkenkratzers; Das liegt daran, dass die Masse der Erde die Raumzeit "verbiegt" und sich umso weniger verbiegt, je weiter Sie sich entfernen. Obwohl Sie sich frei in drei Dimensionen bewegen können, mĂŒssen Sie sich in der Zeitdimension "vorwĂ€rts" bewegen.

Vier rÀumliche Dimensionen

Mathematiker arbeiten regelmĂ€ĂŸig mit Dimensionen und haben Namen fĂŒr imaginĂ€re Objekte mit dimensionalen Eigenschaften. Ein Punkt hat beispielsweise null Dimensionen; es hat keine Breite, Tiefe oder Höhe. Eine Linie hat eine Dimension und eine Ebene zwei. Ein WĂŒrfel hat drei Dimensionen, und WĂŒrfel haben vertraute GegenstĂŒcke im Alltag - Schachteln, EiswĂŒrfel und sogar Salzkörner. Mathematiker schlagen einen vierdimensionalen "WĂŒrfel" vor, der als Hyperkubus oder Mosaikstein bezeichnet wird. Eine Ecke eines WĂŒrfels hat Winkel, die in drei Dimensionen gehen, aber ein Tesserakt geht in vier. Da es vier rĂ€umliche Dimensionen einnimmt, können Sie im dreidimensionalen Raum keinen "echten" Mosaikeffekt erzeugen, obwohl Sie es als Bild darstellen können. Die Idee des Tesserakts hilft den SchĂŒlern, die Ideen höherer Dimensionen zu verstehen.

Mehr Dimensionen?

Drei Dimensionen sind offensichtlich; Vier sind eine Strecke. Wie kann es möglicherweise mehr geben? Wissenschaftler haben Theorien ĂŒber die Natur des Universums, die bis zu 11 Dimensionen benötigen, um sie zu erklĂ€ren. Zum Beispiel kommen in der Superstringtheorie alle bekannten PhĂ€nomene aus winzigen strangĂ€hnlichen Objekten, die kleiner sind als ein Elektron, die in 11 Dimensionen schwingen. Noch andere Theorien betrachten unser 4-dimensionales Universum als einen winzigen Teil eines grĂ¶ĂŸeren Objekts, das 10 oder 11 Dimensionen hat, was besagt, dass unser Universum aus ihm gewachsen ist oder daran befestigt ist.

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