¿Pueden los humanos realmente visualizar la cuarta dimensión?

Hemos visualizado más de 4, modelando la geometría como se predice en la teoría de cuerdas, que requiere hasta 11 dimensiones. Uno de esos modelos de superficie es una variedad Calabi-Yau, también conocido como espacio Calabi-Yau, este es un tipo especial de variedad que se describe en ciertas ramas de las matemáticas, como la geometría algebraica. Las propiedades de la variedad Calabi-Yau, como la planitud de Ricci, también producen aplicaciones en física teórica. Particularmente en la teoría de supercuerdas, a veces se conjetura que las dimensiones adicionales del espacio-tiempo toman la forma de una variedad Calabi-Yau de 6 dimensiones, lo que condujo a la idea de simetría de espejo.

Las variedades Calabi-Yau son importantes en la teoría de supercuerdas. Esencialmente, las variedades Calabi-Yau son formas que satisfacen el requisito de espacio para las seis dimensiones espaciales “invisibles” de la teoría de cuerdas, que pueden ser más pequeñas que nuestras longitudes actualmente observables ya que aún no se han detectado. Una alternativa popular conocida como grandes dimensiones adicionales, que a menudo ocurre en los modelos de Braneworld, es que el Calabi-Yau es grande pero estamos confinados a un pequeño subconjunto en el que se cruza con una D-brane. En los modelos de supercuerdas más convencionales, se supone que diez dimensiones conjeturales en la teoría de cuerdas son cuatro de las cuales somos conscientes, llevando algún tipo de fibración con la dimensión de fibra seis.

Algunos ejemplos a continuación:

Visualización de una superficie matemática compleja con muchas convoluciones y auto intersecciones.

Una porción 2D del múltiple quíntico 6D Calabi-Yau.

Se necesita una imaginación muy capaz para comprender completamente la cuarta dimensión. Deberíamos comenzar gradualmente desde la dimensión 0 hasta la 4ta dimensión. En la dimensión 0 (que es solo un punto), no hay forma de moverse a ningún lado para nada en ese punto. Ahora vamos a la primera dimensión, que es solo una línea, una línea está hecha de dos puntos de dimensión 0 conectados por números infinitos de puntos de dimensión 0 (coloreados). En el mundo de una línea, cualquier cosa tendrá la libertad de moverse dentro de esa línea (colorida), en cada punto diferente dentro de esa línea, el mundo será coloreado en diferentes colores, es decir, entre el comienzo de la línea y el final de la línea. Ahora viajamos a la 2da dimensión, que son dos líneas unidimensionales conectadas por números infinitos de líneas unidimensionales (de color). En la segunda dimensión, un punto puede viajar dentro de ese límite, como arriba y abajo, izquierda y derecha. Obtenemos muchas formas 2D como un cuadrado, un triángulo, un círculo …, puedes imaginar un triángulo como líneas apiladas una sobre la otra comenzando desde una línea larga en un extremo y por encima de una línea más corta y luego más corta y más corta … Entonces un punto. Un punto puede viajar dentro de una línea y ver el mundo en un color y, si viaja a la siguiente línea, verá el mundo coloreado de manera diferente. Ahora viajamos al mundo tridimensional. Es solo una pila de planos 2D (colores) donde el apilamiento ocurre perpendicular al primer plano donde cada punto del primer plano toca un punto del segundo plano y así sucesivamente. Para simplificar, consideremos un cubo, es solo un cuadrado 2D de base, y un número infinito de cuadrados 2D apilados hasta que alcanza una altura igual a la longitud de la línea del cuadrado Base. Un punto en ese cuadrado puede moverse en el cuadrado base y ver un color y moverse a cualquiera de los planos apilados y también moverse en ese nuevo plano pero ver un color diferente al plano base. Ahora viajamos a la cuarta dimensión, que son solo dos objetos 3D conectados por un número infinito de objetos 3D (de color). Tenemos un objeto 3D en un extremo y un objeto 3D en el otro extremo, teniendo en cuenta que los dos objetos finales pueden tener una forma diferente, como una esfera y una pirámide, por ejemplo. Además, el (relleno de objetos 3D) puede tener cualquier tipo de forma, pero como el caso del cubo simplificamos el objeto 4D, considere una pila de cubos 3D, pero ahora cada punto del primer cubo toca un punto en el siguiente cubo (cada punto de todos los puntos que hacen que el cubo, los de superficie, los de esquinas y también los internos) todos ellos. Para simplificar, considere un cubo dentro de un cubo, y esos dos cubos están conectados por un número infinito de cubos. Un punto en ese mundo de cuarta dimensión puede moverse en un cubo y ver un mundo de color 3D, y puede moverse al siguiente cubo usando la cuarta dimensión y ver un mundo de dimensión 3D de color diferente confinado por ese Cubo. Tenga en cuenta que un cubo está dentro del otro, por lo que si un punto está en el cubo más pequeño, puede viajar a través de todos los cubos mientras está sentado en el espacio 3D de todos los cubos. Como si fuera un punto en un mundo de 4 dimensiones, vería un mundo diferente sin moverme de mi asiento.

El ojo humano solo puede percibir la representación en 2D de todos los objetos en 3D que nos rodean. Comencemos a entender esto tomando un ejemplo de lo que hemos estado experimentando a diario. Cuando sostienes una esfera en tu mano sobre tu cara y la mueves hacia atrás y hacia atrás. adelante, te das cuenta de que la bola se expande y se contrae respectivamente, lo que demuestra que la bola está en movimiento. Ahora considera un caso con una esfera un tanto hipotética que se expande en tamaño de acuerdo con su velocidad y movimiento para que, cuando la mueves hacia adelante y hacia atrás, de esfera relativa a su visión permanece constante. Si no fuera por sus manos en la pelota, no podría saber si la pelota realmente se mueve o no. Esto justifica nuestra percepción 2D de las figuras 3D que nos rodean. En otras palabras, un organismo que vive en un mundo tridimensional puede solo visualiza en términos de 2D.

Saltemos a un mundo bidimensional para hacerlo más claro. Digamos que un organismo y una delgada tira de goma (objeto 1D) se enfrentan en un plano. Si la tira de goma se estira a una velocidad equivalente con la que se mueve hacia adelante y hacia atrás para que su tamaño en relación con la percepción del organismo sea constante, el organismo ciertamente no puede predecir el movimiento de la tira de goma, pero nosotros, que vivimos en un mundo en 3D, podemos ver hacia atrás y hacia adelante, así como la expansión de la tira (similar a los ejes X e Y).

Por lo tanto, un organismo que vive en un mundo 3D puede visualizar completamente el mundo 2D, el mundo 3D de un mundo 4D y así sucesivamente.

Entonces, para concebir una cuarta dimensión, tendrías que estar en el tesseract de Christopher Nolan de cinco dimensiones. ¡Espero que esto ayude!

La cuarta dimensión espacial, no se puede percibir con la claridad con la que entendemos la tercera y segunda dimensión. Con cada aumento de dimensión, la complejidad geométrica aumenta exponencialmente. Dicho esto, todavía se puede entender e imaginar con la ayuda de analogías dimensionales entre la 2da y 3ra dimensión.

Lea los siguientes artículos para obtener una comprensión profunda de la cuarta dimensión:

Cuarta Dimensión Parte 1: Más allá de los tres ejes del espacio

Cuarta Dimensión Parte 2: Comprender el espacio 4-d a través de cadenas

Si querías visualizar como poder verlo y observarlo, no.

Pero como ha descrito Pranay Reddy Karnati, si tienes una gran imaginación, podrías “visualizarla” en tu mente. Pero lo que Pranay ha descrito se refiere a las dimensiones físicas (sí, hay dimensiones no físicas, por ejemplo, el tiempo, por lo que algunos considerarán todo el concepto de espacio-tiempo como dimensiones 3 + 1 (no necesariamente lo mismo que la 4ta dimensión).

En mi humilde opinión, si consideramos el hecho de que los objetos 2D no pueden moverse en el mundo 1D, y los objetos 3D no pueden moverse en el mundo 2D (oh, podemos viajar sobre él y tal vez atravesarlo, pero nunca en él) … Esto demuestra que los objetos 4D realmente no pueden entrar en nuestro mundo 3D, en esencia si necesitamos “ver” cualquier cosa 4D que tendrán que estar fuera de nuestro universo observable, porque esa sería la extensión de nuestro mundo 3D a las cosas 4D (en resumen, pueden ser un poco demasiado grandes para que las observe).

Por el contrario, imagine una partícula de luz (objeto 1d), en lo que a ella respecta, no importa en qué parte de nuestro Universo esté o vaya, su punto de vista siempre será el camino que tome, no tomará nota de lo que está sucediendo en el Niveles 2D o 3D. Del mismo modo, todo nuestro mundo 3D podría estar dentro de un espacio 4D, pero no nos daremos cuenta, y el simple hecho es que el espacio 4D no interactúa con nosotros si lo hace, afectaría a todo nuestro mundo 3D como una entidad única. (por lo tanto, a todos los efectos que no nos son perceptibles).

Sí, mueve el objeto. La cuarta dimensión es el tiempo.

Si desea visualizar la cuarta dimensión del espacio, intente externalizarla a una computadora con comandos sql o simplemente colóquese.

Sí, algunos humanos pueden. Mucha gente no puede. Si eres una de esas personas que no pueden, no te sientas mal. No evolucionamos con la necesidad de visualizar una dimensión que en realidad no experimentamos.

La cuarta dimensión en nuestro universo es el tiempo. Puedo visualizar eso bastante bien en mi cabeza. Una cuarta dimensión espacial es más difícil de visualizar porque no es natural para nosotros. Algunas personas son mejores que otras, pero sí, hay humanos que pueden visualizar cómo sería una cuarta dimensión espacial.