Las dimensiones espaciales son grados independientes de libertad en la posición. Cualquier punto a su alrededor puede describirse con tres números. Dos no son suficientes y cuatro son redundantes. Puede ser la distancia desde dos paredes perpendiculares y desde el piso de su habitación. O la latitud, longitud y altura sobre el mar. O tres números cualquiera en un sistema de coordenadas arbitrario. ¿Cómo sabemos que nuestro espacio es (al menos) tridimensional? Simplemente porque puede mover su mano hacia arriba y hacia abajo, hacia la izquierda y hacia la derecha, hacia adelante y hacia atrás.
Entonces hay tiempo. El espacio y el tiempo obviamente no son lo mismo. Puedes avanzar y retroceder en una dimensión espacial, buena suerte haciéndolo a tiempo. Sin embargo, existe un marco tal que describe las dimensiones espaciales y temporales en la misma base. La teoría del espacio-tiempo de la relatividad es descrita por un tensor métrico. En caso de relatividad especial, es la métrica de Minkowski. Es una matriz 4 × 4 que describe (en términos generales) cómo medir distancias. Es cero en todas partes excepto la diagonal, donde tiene los valores [matemática] (- 1, +1, +1, +1) [/ matemática]. (o al revés [matemáticas] (+, -, -, -) [/ matemáticas] es solo una cuestión de convención). Una vez más, puede ver que el primer número (correspondiente a la dimensión 0 o tiempo) es bastante diferente del resto. Entonces, hay una diferencia fundamental entre las dimensiones temporales y espaciales.
Por supuesto, los matemáticos y el físico teórico observaron muchos espacios-tiempo diferentes a lo largo de los años. Solo porque nuestro Universo parece un 3 + 1 no significa estudiar las propiedades de los mundos 2 + 2, 4 + 2, 1 + 1, etc., no puede ser útil, útil en nuestra comprensión, o al menos interesante. Resulta que tener más de una dimensión temporal es malo: no hay forma de predecir el futuro, y dado que todo el mundo que te rodea es el resultado de (más o menos) procesos deterministas, en un universo que no evoluciona en De una manera determinista, la vida tal como la conocemos y amamos no puede existir. Tampoco podemos tener menos de una dimensión de tiempo: nada evolucionaría, el universo sería estático. No es algo que uno pueda disfrutar.
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Entonces nos queda un espacio-tiempo x +1. ¿Qué hay de x ? Si fuera menos de 3, no podría haber organismos con un sistema digestivo, simplemente se desmoronarían. La fagocitosis es la única forma en que los organismos 2D comen. Además de esta explicación biológica bastante divertida por la que un universo 2D podría no ser habitable, también existen limitaciones físicas fundamentales para lo que es posible en un espacio-tiempo 2 + 1. Sea lo que sea que permita que exista la vida, no existiría en tales condiciones. Sin embargo, ¿podemos aumentar el número de dimensiones espaciales? Los físicos descubrieron que muchas interacciones y fenómenos físicos independientes a primera vista se convierten en una misma cosa en un universo de dimensiones superiores. En las últimas décadas se ha trabajado mucho en la teoría de cuerdas, que de hecho podría unir todas las interacciones físicas conocidas, describiendo efectivamente toda la física, en una descripción unificada y elegante. Además de los problemas de falsabilidad y algunos supuestos bastante desafortunados (que se resisten obstinadamente a ser realmente observados), el modelo también requiere dimensiones espaciales adicionales para funcionar. Un gran número de ellos, de hecho.
Sabemos que nuestro Universo tiene 3 dimensiones espaciales, pero la física, aparentemente, es mucho más agradable en 10 u 11 dimensiones (o sea cual sea el número requerido, no soy un experto en estas cosas). Entonces, ¿cómo conciliar esto? Simplemente postule que las dimensiones adicionales no observadas son compactas. Imagínelos básicamente enroscados en sí mismos. Al igual que la dimensión espacial, el ángulo de un péndulo oscilante: balancea demasiado el péndulo y vuelve a su posición inicial. Solo que las dimensiones adicionales son tan pequeñas, que se mueven “todo el día” básicamente de manera involuntariamente rápida, por lo que, en general, no hay un efecto observable en el movimiento de las cosas que nos rodean. (Estoy siendo muy simple e incluso recurro a la analogía, lo real es mucho más complicado, pero tengan paciencia conmigo). Entonces, hay una manera de tener una gran cantidad de dimensiones espaciales adicionales, pero compactas, además de las tres regulares.
Gravedad Cuántica
Pero, para responder a su pregunta, no, nuestro universo tiene ciertamente tres dimensiones espaciales (regulares) y una temporal.
PD: Si te encuentras con principios holográficos y hablas sobre un universo 2D, este es principalmente un lenguaje de ciencia pop que pasa por alto el hecho de que no estamos tratando con un espacio euclidiano 2D estándar, sino más bien algo más abstracto y confuso, como un llamado Espacio Anti-de Sitter (lea más en la correspondencia AdS / CFT – Wikipedia si está dispuesto).
