En nuestro espacio-tiempo de 4 dimensiones, ¿cómo es la dimensión 0?

Algo similar a la respuesta a:

En nuestro espacio tridimensional, ¿cómo es la dimensión 1?

Tu respuesta debería ser algo así como “lo siento, corre por mí otra vez “, porque tiene poco o ningún sentido.

Las tres dimensiones del espacio euclidiano regular son todas equivalentes:

  1. Variar una coordenada te da una línea;
  2. Variar dos coordenadas te da un área; y
  3. Variar tres coordenadas te da un volumen.

La distancia en el espacio regular viene dada por la métrica [matemática] d ^ 2 = (\ Delta x) ^ 2 + (\ Delta y) ^ 2 + (\ Delta z) ^ 2 [/ matemática]. Las tres coordenadas [matemáticas] x, y, z [/ matemáticas] son ​​todas equivalentes.

En el espacio-tiempo de cuatro dimensiones, las coordenadas no son del todo equivalentes. Los puntos en el espacio-tiempo se llaman eventos y la distancia entre eventos viene dada por la métrica llamada tiempo apropiado:

[matemáticas] \ quad (c \ Delta \ tau) ^ 2 = (c \ Delta t) ^ 2 – (\ Delta x) ^ 2 – (\ Delta y) ^ 2 – (\ Delta z) ^ 2 [/ matemáticas ]

Como puede ver, la coordenada “tiempo” se multiplica por la constante fundamental de Einstein [matemáticas] c [/ matemáticas] (también conocida como la velocidad de la luz), y las coordenadas espaciales tienen un signo negativo. Con esta firma, una coordenada espacial puede considerarse como una coordenada de tiempo imaginaria porque multiplicando un tiempo, [matemática] t [/ matemática], por la unidad imaginaria, [matemática] i = \ sqrt {-1} [/ matemática], y cuadrando [matemáticas] (it) ^ 2 = -t ^ 2 [/ matemáticas] da una “distancia” en el tiempo apropiado.

Entonces, tres de las dimensiones son espaciales, y una de las dimensiones (a veces erróneamente llamada cuarta dimensión) es temporal, pero nada de eso dice cómo es “dimensión 0” [matemáticas] \ ddot \ smallfrown [/ matemáticas]

Parece que estás un poco confundido sobre el concepto de dimensión, a menos que estés preguntando sobre convenciones en física. Amyway me dejó responder de dos maneras diferentes.

  1. La dimensión de un objeto geométrico (como el espacio-tiempo, un triángulo, un automóvil, cualquier cosa con forma realmente) generalmente se refiere a la cantidad mínima de números reales necesarios para parametrizarlo (o más bien una pequeña parte si es así). Entonces, el automóvil es 3D, el triángulo 2D (si está lleno, 1D si no lo está) y el espacio-tiempo es 4D. Un objeto 0D en el espacio-tiempo sería algo que puede parametrizar sin ningún número, es decir, un solo punto en el espacio-tiempo. En física esto a menudo se llama un “evento”.
  2. La segunda forma de interpretar la pregunta es considerando qué representan los 4 números reales que parametrizan el espacio-tiempo en términos físicos. El problema es que se trata de una convención, ya que uno puede volver a configurar libremente el espacio-tiempo (incluso simplemente reordenando los números). Por lo general, sin embargo, los físicos nombran las coordenadas x ^ 0, x ^ 1, x ^ 2 y x ^ 3 y consideran (en relatividad especial) la métrica de Minkowski (dx ^ 0) ^ 2 – (dx ^ 1) ^ 2 – ( dx ^ 2) ^ 2 – (dx ^ 3) ^ 2, posiblemente con un signo menos general. Así x ^ 0 se refiere a la coordenada ‘tiempo’. Se podría decir que esto dice que la dimensión 0 en el espacio-tiempo es tiempo, pero sería muy descuidado hacerlo.

Una singularidad de agujero negro puede considerarse como de dimensión cero.