¿Permearía una explosión o descarga de energía a otras dimensiones espaciales?

No existe una cuarta dimensión espacial conocida, por lo que cualquier cosa que digamos es especulación. De hecho, si existen o no dimensiones es una cuestión filosófica. En el nivel más profundo, no está claro si las dimensiones realmente existen o si inventamos el concepto para dar sentido al mundo que experimentamos.

Por lo tanto, si algo fuera a llamarse la 4ª dimensión espacial, tendría que encajar perfectamente con lo que hemos llamado las 3 primeras dimensiones. De lo contrario, se le daría un tratamiento especial de una manera que no le damos a las primeras 3 dimensiones. Si hubiera una cuarta dimensión espacial, esperaríamos que las explosiones se propaguen en ella.

Advertencia para los legos: ¡Matemáticas avanzadas por delante!

Advertencia a los matemáticos: ¡Increíble simplificación excesiva de las matemáticas avanzadas por delante!

Nuestras dimensiones espaciales forman una variedad diferenciable . Manifold es un término de topología muy elegante para un espacio conectado que parece euclidiano localmente. La superficie de la Tierra es una multiplicidad. Si bien la Tierra en su conjunto está claramente curvada (es una esfera), si miras "localmente" parece un plano plano. Es por eso que Flat Earthers puede salirse con la suya con tantos argumentos: si solo miras una pequeña sección de la Tierra, es casi plana. Del mismo modo, una cinta puede definir una variedad. No importa cuánto lo retuerzas y le des vuelta, localmente siempre hay un plano hecho por la trama y el tejido.

La segunda parte de nuestro elegante término de topología es diferenciable. En el nivel más técnico, esto significa que puede hacer cálculos en él, pero en un nivel agradable y fácil de entender, esto significa que las cosas son "suaves" y podemos hablar de que cambian con el tiempo. Cuando su explosión estalla, parece ser muy repentino, pero si lo observa en escalas de tiempo mucho más pequeñas, verá que la explosión crece muy suavemente con el tiempo.

Fin de las matemáticas avanzadas.

Las ecuaciones de movimiento que usamos para describir cosas como explosiones tienden a tener algunos movimientos aleatorios de partículas. Cuando la explosión calienta las moléculas de aire cerca del explosivo, comienzan a moverse rápidamente y chocan con las moléculas de aire que se mueven más lentamente fuera de la explosión, transfiriendo energía y elevando así la temperatura. Estas colisiones dispersan las moléculas en direcciones aleatorias en todas las dimensiones espaciales.

Por lo tanto, si viéramos que hay una 4ª dimensión, esperaríamos que estas colisiones se dispersaran en las 4 dimensiones, no solo en 3, porque no habría nada privilegiado en esta 4ª dimensión. La energía se propagaría en él de la misma manera.

Como resultado, encontrará que el poder de la explosión disminuye más rápido que en nuestro espacio normal 3. Podemos pensar en el poder de una explosión como si estuviera en la superficie de una esfera a medida que esa esfera se expande. El área de superficie de una esfera aumenta por el cuadrado del radio, lo que significa que si la esfera se expande 10 veces en radio, su área de superficie se expande a 100 veces. La cantidad de energía permanece constante (solo detonamos tantos explosivos), lo que significa que la energía que golpea cualquier parte de la esfera se reduce 100 veces. Es por eso que una explosión es mortal de cerca pero se puede sobrevivir a distancia.

Si tuviéramos 4 dimensiones, la explosión se expandiría en una hiperesfera de 4 dimensiones en lugar de una esfera de 3 dimensiones. En este caso, el área de la superficie de la hiperesfera se reduciría en el cubo del radio. Esto se cae mucho más rápido, por lo que los explosivos serían menos útiles a distancia. Tenga en cuenta que no observamos esto en las pruebas empíricas, por lo que no creemos que haya una cuarta dimensión espacial (o al menos, si la hay, es complicada y contraria a la intuición )

Maneras en que esto puede cambiar

Hay algunos casos de esquina que vale la pena considerar. Uno es el caso en el que todo lo que somos es en realidad una gran vara que se extiende hacia la 4ª dimensión. Esto significa que el espacio 4-d actuará como si fuera un espacio 3d. Sin embargo, es probable que este no sea el caso. Requiere tremendas suposiciones sobre simetría y determinismo. Ciertamente no encaja bien con la incertidumbre de QM. Si hay algo en el comportamiento de la barra que no es perfectamente simétrico, la barra actuará como un objeto de 4 dimensiones y no verá comportamientos simples en 3 dimensiones.

El segundo caso de esquina a considerar es una carga con forma . Las cargas con forma están diseñadas para concentrar la energía de la explosión en una forma que no sea una esfera. Un destructor de tanques puede moldearlo para que esté lo más cerca posible de una línea, como una lanza que atraviesa el tanque. Los grupos de demoliciones a menudo usan cargas con forma para crear un plano que corta pilares de concreto limpiamente sin cantidades excesivas de explosivos. Si nuestro universo estuviera estructurado como una carga con forma, es posible que solo veamos la propagación 3D de explosivos.

No, las explosiones y descargas de energía comunes solo afectan a nuestras 3 dimensiones.

Si la energía se deslizara hacia otras dimensiones, la ley de conservación de la energía no estaría respaldada por evidencia observable. La ley establece que la energía total de un sistema aislado (nuestro universo tridimensional detectable, por ejemplo) permanece constante a lo largo del tiempo. Si la energía se escapara a otras dimensiones, ya no seríamos capaces de detectar esa energía, por lo que parecería que en algunos casos la energía simplemente se desvanece. Nunca hemos sido testigos de eso; toda la energía de las explosiones y descargas de energía se queda en las 3 dimensiones en las que vivimos.

No afectaría la 4ª dimensión espacial a menos que nos permita observar menos producción de energía en las 3 dimensiones espaciales que podemos observar.

Para un ejemplo simple, tomemos un pulso de luz que se irradia desde una fuente puntual. A medida que la luz viaja, se esparce en una capa esférica (una esfera de 2) que aumenta su área de superficie a medida que crece. El área superficial de una esfera es proporcional al cuadrado del radio. Entonces, la energía cae de la fuente proporcionalmente a 1/r^2.

Ahora, si tiene una cuarta dimensión espacial, un pulso de luz que se irradia desde una fuente puntual se extenderá en un volumen tridimensional en lugar de una superficie bidimensional. A medida que aumenta el radio, el volumen aumenta proporcionalmente al cubo del radio en lugar del radio al cuadrado. La energía caería proporcionalmente a 1/r^3.

¿Qué significa todo esto? Para empezar, la energía de cualquier explosión se disiparía mucho más rápido a través de 4 dimensiones que de 3. La misma explosión en 4D sería mucho más pequeña y más débil que su equivalente en 3D. Pero... si realmente tuvieras luz propagándose a través de 4 dimensiones en lugar de 3, habría una gran cantidad de implicaciones. Las estrellas y las galaxias (¿y tal vez incluso el Sol?) serían completamente invisibles. Sin mencionar que la gravedad y otras fuerzas también hacen esto. (¡Si tienes la gravedad propagándose a través de 4 dimensiones, no puedes tener órbitas elípticas estables para tus planetas!)

TL; DR: a menos que trate su cuarta dimensión espacial como especial de alguna manera y restrinja las interacciones entre ella y las otras dimensiones, ¡hará las cosas muy desordenadas!

[Editar: la respuesta de BrettFromLA se llevó la mía. ¡Pero puse otros detalles, así que lo dejaré!]

Cualesquiera que sean las dimensiones de su espacio-tiempo particular, cualquier objeto que exista en él las utilizará todas.

Incluyendo explosivos y descargadores de energía.

Por lo tanto, en un espacio de 4 dimensiones espaciales, las explosiones espaciales también serían de 4 dimensiones.