Sebbene la relatività, lo spazio-tempo e le dimensioni multiple possano essere temi inebrianti, le basi sono abbastanza semplici. Dalla scienza tradizionale e dall'esperienza quotidiana, puoi trattare il mondo come un luogo tridimensionale con larghezza, profondità e altezza. Tuttavia, nei primi anni del 1900, Albert Einstein e altri teorizzarono che il tempo - precedentemente pensato per essere un fenomeno completamente separato - è una quarta dimensione.

Tre dimensioni spaziali

Oggetti ordinari e il lo spazio in cui vivono ha tre dimensioni che puoi facilmente vedere e misurare. Quando vuoi sapere quanto spazio occupa un oggetto, lo misuri, inserisci i numeri in una formula che si applica alla forma e ottieni il volume dell'oggetto. Ad esempio, un marmo ha un raggio di 1 centimetro e la formula per la forma, una sfera, è 4/3 * pi * raggio ^ 3. Il marmo ha un volume di 4,12 centimetri cubici. Poiché lo spazio ha tre dimensioni, puoi esplorarlo muovendoti su e giù, da un lato all'altro, e avanti e indietro.

Spazio temporale quattro-temporale

La Teoria della Relatività di Einstein unisce il tempo al tre dimensioni familiari per creare un universo quadridimensionale. L'idea è nata perché tre dimensioni non sembravano più sufficienti per descrivere nuove osservazioni scientifiche. Ad esempio, il tempo scorre leggermente più lentamente sulla superficie della terra rispetto alla cima di un grattacielo alto; questo perché la massa terrestre "si piega" nello spazio-tempo, e si piega di meno man mano che ci si allontana. Anche se puoi muoverti liberamente in tre dimensioni, sei bloccato spostandoti "avanti" nella dimensione temporale.

Quattro dimensioni spaziali

I matematici lavorano regolarmente con le dimensioni e hanno nomi per oggetti immaginari con proprietà dimensionali . Un punto, per esempio, ha zero dimensioni; non ha larghezza, profondità o altezza. Una linea ha una dimensione e un piano ne ha due. Un cubo ha tre dimensioni, e i cubi hanno controparti familiari nella vita di tutti i giorni - scatole, cubetti di ghiaccio e persino granelli di sale. I matematici propongono un "cubo" quadridimensionale chiamato ipercubo o tesserato. Un angolo di un cubo ha angoli che vanno in tre dimensioni, ma un tesseract va in quattro. Poiché occupa quattro dimensioni spaziali, non puoi creare un tesseract "reale" nello spazio tridimensionale, anche se puoi rappresentarlo come un'immagine. L'idea del tesseract aiuta gli studenti ad afferrare le idee di dimensioni superiori.

Altre dimensioni?

Tre dimensioni sono ovvie; quattro sono un allungamento. Come può essercene di più? Gli scienziati hanno teorie sulla natura dell'universo che richiedono fino a 11 dimensioni per spiegare. Per esempio, nella teoria delle superstringhe, tutti i fenomeni conosciuti provengono da piccoli oggetti simili a corde più piccoli di un elettrone che vibra in 11 dimensioni. Ancora altre teorie considerano il nostro universo a 4 dimensioni come una minuscola parte di un oggetto più grande che ha 10 o 11 dimensioni, ritenendo che il nostro universo sia cresciuto o sia collegato ad esso.