¿Cómo serían los organismos en cuatro dimensiones físicas?

En esta pregunta , pregunté acerca de un universo de 4 dimensiones espaciales lleno de materia, con una estructura bruta definida por mi propia respuesta a esa pregunta.

Luego, en esta pregunta , pregunté cómo sería la tabla periódica, suponiendo que pudieran existir algo así como los átomos clásicos.

Ahora, suponiendo que hay un elemento análogo al carbono 4D que puede formar estructuras complejas solo y en combinación con otros elementos, ¿cómo podemos esperar que sean los organismos vivos en ese entorno?

Podemos suponer que hay generalidades que se aplican tanto en 3D como en 4D, como la autotrofia / heterotrofia y la reproducción.

Estos organismos 4D no necesitan interactuar con un universo 3D: existen e interactúan únicamente dentro de su propio universo 4D.

Específicamente:

  1. ¿Qué, además de ocupar una dimensión física adicional, tendría que ser diferente entre un organismo 3D y 4D? ¿Qué es probable que siga siendo el mismo?

  2. ¿Qué sería capaz de hacer una forma de vida de 4 dimensiones que no puede hacer una forma de vida de 3D? ¿Qué nuevas estructuras son posibles y las estructuras existentes son más eficientes en 4D que en 3D?

  3. ¿Qué puede hacer una forma de vida 3D que no pueda hacer una forma de vida 4D? ¿Qué estructuras 3D no funcionan y hay estructuras existentes menos eficientes en 4D que en 3D?

  4. ¿Existen simetrías más probables en 4D que en 3D?

Bueno, tenga un +1 de mí por hacer una pregunta increíble que va mucho más allá de mi cabeza.
tal vez solo tal vez una entidad de 3 o más dimensiones (excluyendo el tiempo) percibirá y experimentará la gravedad de manera diferente, lo que digo es que la entidad nunca sabrá cómo se ve una pared y mucho menos pintarla;)

Respuestas (2)

Bien, la primera diferencia obvia sería que la ley del cuadrado-cubo sería reemplazada básicamente por una ley del cubo-teseracto*. Dado que 4/3 está más cerca de 1 que de 3/2, esto significa que podría haber mayores variaciones de tamaño. Otra diferencia es que la mayor parte del (hiper) volumen está cerca de la (hiper) superficie. Dado que esto significa que los órganos importantes están más cerca de la superficie, probablemente los organismos desarrollarían pieles protectoras más gruesas. Por otro lado, las plantas probablemente se beneficiarían de la mayor relación superficie/volumen, ya que podrían mantener una forma relativamente compacta y, sin embargo, presentar una gran superficie a la luz. Por lo tanto, supongo que las estructuras de las hojas serían menos comunes o, de lo contrario, las plantas que las desarrollaran tendrían más energía a su disposición, lo que les permitiría desarrollar algunas habilidades más sofisticadas.

Dado que el piso sería tridimensional, necesitaría al menos cuatro patas en el piso para una posición estable (en lugar de tres, como en nuestro mundo tridimensional). Por lo tanto, para un patrón de movimiento similar al de un insecto, necesitarías 8 patas. Coincidentemente, si extrapolas el patrón de cuatro patas de los vertebrados terrestres a cuatro dimensiones, también obtienes 8 patas. Por lo tanto, conjeturo que los animales de ocho patas serían comunes en cuatro dimensiones. Probablemente, el típico animal de cuatro patas sería largo en un eje horizontal, y cuando se mira desde arriba (para obtener una proyección en 3D, similar a la proyección en 2D cuando se mira a los animales desde arriba), básicamente se ve un elipsoide. con cuatro a la izquierda unidos cerca del frente y cuatro cerca de la parte posterior, cada uno dispuesto en un cuadrado. Se lograría una posición estable con dos patas delanteras opuestas en diagonal y las dos patas traseras en la otra diagonal. A partir de ese hecho, podrían derivarse posibles patrones de marcha.

Al moverse a una posición vertical (similar a los humanos), esas criaturas caminarían sobre sus cuatro patas traseras (curiosamente, a diferencia de nuestros dos pies en 3D, esas cuatro patas aún serían suficientes para proporcionar una posición estable sin la ayuda de pies especialmente formados , si se coloca a la derecha), y tener cuatro brazos disponibles para manipular cosas.

*) Un teseracto es el equivalente en cuatro dimensiones de un cubo.

¿Has oído hablar de la estabilidad dinámica? Esa es la razón por la que los humanos generalmente no se caen a pesar de tener solo dos piernas en un entorno 3D. ¿Podría una criatura 4D tener una, dos o tres patas?
Como escribí, es solo una coincidencia que obtengas "humanos" de cuatro patas. Lo que hice fue extrapolar la simetría de 3 a 4 dimensiones. Sin embargo, pensándolo bien, el eje adicional también permitiría una simetría rotacional ortogonal al plano hacia adelante y hacia arriba para los animales vertebrados, lo que luego conduciría a otros múltiplos de dos patas. Creo que todavía es probable que tengas el mismo número de patas delanteras y traseras; las patas delanteras se convertirían entonces en brazos para seres erguidos. Sin embargo, no creo que menos de 6 extremidades (tres delanteras, tres traseras) sean razonables.

La simetría radial en 4d sería como la simetría bilateral en 3d. Una forma de vida que vive en cuatro dimensiones espaciales que tiene piernas probablemente tendría simetría radial en lugar de simetría bilateral. Probablemente tendrían al menos cinco lados, ya que cinco es generalmente el número mínimo de lados para cualquier tipo de simetría radial en la Tierra. Un organismo en 4d también podría girar mientras camina sin darse la vuelta porque puede girar alrededor de sus lados.

Una cosa que sería diferente es que un río no sería un límite natural para ninguna forma de vida aviar en 4d, lo que significa que los ríos no podrían causar eventos de especiación como lo hacen en 3d. Esto significa que los eventos de especiación simpátrica probablemente ocurrirían con menos frecuencia en 4d, ya que los límites naturales serían menos comunes en 4d. Sin embargo, los eventos de especiación también pueden resultar de la presión selectiva y no estoy seguro de cómo la tasa de eso se vería afectada por 4d. Entonces, una cosa que una forma de vida 4d podría hacer que una forma de vida 3d no podría es moverse alrededor de un río sin pasar por encima o por debajo.

En 4d sería posible que dos sistemas de órganos se atravesaran sin desgarrarse. El cabello que se enreda no sería un problema siempre que el cabello consista en mechones unidimensionales porque si formara nudos, los nudos podrían simplemente desatarse tirando.

En 4d, la relación entre el área de superficie y el volumen es ligeramente mayor que en 3d, lo que significa que las cosas tendrían un volumen ligeramente menor por área de superficie que en 3d. Sin embargo, esto apenas afectaría la vida porque la diferencia en el área de superficie a volumen entre 3d y 4d es solo 4/3, lo que significa que la diferencia en el tamaño de las células entre los organismos que viven en 4d probablemente sea mayor que la diferencia entre el tamaño de las células en 4d y 3d .

Un cerebro tendría que ser más grande y más complejo para poder procesar la información de su entorno.

El cabello no sería unidimensional, sería tetradimensional, pero delgado. ¿Puede un objeto 4D atravesarse a sí mismo? Es decir, ¿es posible atar un objeto 4D en un nudo?
@MontyWild No estoy seguro de si existirían nudos utilizables en 4d. En 4d sería técnicamente posible atar una cuerda en un nudo, pero el nudo sería esencialmente inútil, ya que podría desatar sin tener que pasar por el lazo para llegar a la dimensión adicional. No estoy seguro de si sería posible atar una llanura en un nudo útil en 4d.
Los nudos utilizables deberían poder existir en 4D. Para tomar un ejemplo simple, tome un nudo arbitrario en 3D (x, y, z), extráigalo en una pequeña cantidad en la cuarta dimensión w. Ahora, sabemos que no puede moverse libremente en la dimensión z, o el nudo 3D se desataría fácilmente. Así que ahora tomemos el segmento 3D (x,y,w) para z arbitrario. Suponiendo que estoy visualizando esto correctamente, ahora estamos viendo un nudo 3D como el original, por lo que mudarnos tampoco debería desatarlo fácilmente. O para expresarlo de manera ligeramente diferente, el nudo 4D es una pila conectada de nudos 3D idénticos.
Un nudo 2D sería imposible, ya que no habría forma de crear el nudo en primer lugar sin que una parte de la cuerda pase a través de otra parte.
@MontyWild Strings no puede formar nudos en 4D, pero las hojas sí. Y eso incluye hojas que han sido enrolladas en tubos. Así que si tienes pelos/cuerdas tubulares, una criatura 4D podría atarlos en nudos.