¿Vivimos en un mundo con 4 o más dimensiones?

Un programa de NOVA le ha dicho a la audiencia que vivimos en un mundo tridimensional, el mundo en el que vivimos está compuesto por 3 elementos: la energía, la materia y el espacio. En el momento en que Einstein inventó el modelo de 4 dimensiones, incluido el elemento tiempo, ¿por qué nadie afirma que realmente vivimos en un mundo de 4 dimensiones?

La energía y la materia no son dimensiones y tampoco lo es el espacio, aunque el espacio tiene dimensiones, al menos tres de ellas. En física, "dimensión" simplemente se refiere a una dirección en la que te puedes mover: izquierda-derecha, adelante-atrás, arriba-abajo. Por lo tanto, tres dimensiones.
Comentario a la pregunta (v2): parece poco claro si OP está hablando de la dimensión d del espacio o la dimensión d + 1 del espacio-tiempo, que es siempre una dimensión más.
Relacionado: physics.stackexchange.com/q/10651/2451 y enlaces allí.
Si toda la masa "dobla" el espacio, ¿en qué dirección se dobla? ¿No está en una cuarta dimensión, que no tiene nada que ver con el tiempo?

Respuestas (2)

Víctor, esta es una buena pregunta. Probablemente una de las mayores tragedias que rodean a la ciencia moderna en la literatura popular es la representación de las dimensiones y nuestra comprensión de ellas.

Muchos programas populares son inconsistentes cuando hablan de dimensiones, en algunos casos se refieren a las 3 dimensiones espaciales y 1 de tiempo que comúnmente observamos como cosas separadas, y en algunos casos hablan del espacio-tiempo de 4 dimensiones que se usa en la actualidad . física de forma rutinaria sin ninguna discusión real sobre lo que significan.

El espacio-tiempo es una combinación de las 3 dimensiones del espacio y 1 dimensión del tiempo, por ejemplo, 3+1 dimensiones que equivalen a 4 dimensiones.

En los primeros días de la mecánica relativista, para representar las 3 dimensiones espaciales y 1 dimensión temporal como una sola entidad, le daban a la dimensión temporal un valor imaginario . Entonces, el espacio-tiempo de 4 dimensiones se representaría como:

X + y + z + i t

Esto es conveniente, porque cuando uno toma el producto interior (a veces llamado producto escalar ) de la representación del espacio-tiempo, obtiene:

X 2 + y 2 + z 2 t 2

Este tipo de representación es conveniente porque uno puede comenzar a comprender la relación entre el espacio y el tiempo en términos del teorema de Pitágoras .

Este es el ejemplo más simple de cómo se puede empezar a relacionar la naturaleza del espacio-tiempo con la geometría. La teoría más amplia de cómo cambia la geometría del espacio-tiempo a medida que te mueves en el espacio-tiempo es la Teoría de la Relatividad General de Einstein .

La Relatividad General asume que hay 3 dimensiones de espacio y 1 dimensión de tiempo que conforman el espacio-tiempo de 4 dimensiones al que a veces hacen referencia los programas.

Hay otras teorías que proponen que hay más de 3 dimensiones espaciales del espacio y 1 dimensión del tiempo. Sin embargo, estos son muy especulativos todavía.

Sí, vivimos en un mundo con cuatro o más dimensiones.