Foto di Pete Linforth da Pixabay
indice
Le 3 dimensioni dello spazio
La nostra realta ha 4 dimensioni
Altre dimensioni oltre la nostra?
Ad oggi la scienza ritiene che le dimensioni della nostra realtà siano 4:
- 3 dimensioni spaziali sulle quali abbiamo pieno controllo: altezza, lunghezza e larghezza
- 1 dimensione temporale sulla quale non possiamo nulla purtroppo
Ma dove sta scritto che quello che la scienza sa oggi, sia tutto quello che c’è da sapere? Partiamo dal principio, da 0 dimensioni e vediamo dove arriviamo.
Le 3 dimensioni dello spazio
Seguimi e ragioniamo insieme sulle dimensioni partendo dall’inizio, dallo 0, dal punto.
0 dimensioni: il punto
Concentriamoci su alcune caratteristiche base e vediamo il punto come si classifica su ciascuna
Dimensioni
- Il punto, per sua definizione, è privo di dimensioni.
Punti terminali
- Quanti sono i punti terminali, che delimitano un punto? 1, se stesso
1 dimensione: il segmento
Saliamo di una dimensione. Trasciniamo il punto in una direzione a caso e otteniamo un segmento
Dimensioni
- Mentre il punto è privo di dimensioni, il segmento ne ha 1 e ti dice quanto è lungo
Punti terminali
- A differenza del punto, un segmento ha 2 punti terminali che lo delimitano
Lati/Facce
- Una retta ha 2 lati in senso ampio, due facce, destra e sinistra
2 dimensioni: il quadrato
Saliamo ancora di una dimensione con il solito trucco del trascinamento: prendiamo il segmento e trasciniamolo perpendicolarmente a se stesso e avremo Un quadrato.
Dimensioni
- Il quadrato, come qualsiasi figura “piana” che puoi disegnare su un foglio, ha 2 dimensioni
Punti terminali
- Il quadrato ha raddoppiato i punti terminali rispetto al segmento (che ne aveva 2) e ha 4 punti terminali o spigoli
Lati/Facce
- Non parliamo ancora di facce ma non c’è bisogno di specificare che un quadrato conta 4 lati
3 dimensioni: il cubo
Saliamo ancora di un’altra dimensione trascinando il quadrato perpendicolarmente a se stesso. Vuol dire trascinarlo “in alto” e otteniamo Un cubo.
Dimensioni
- Il cubo non è altro che un quadrato a cui si è aggiunta una nuova dimensione perpendicolare alle 2 che aveva prima
Punti terminali
- Nel cubo a 3 dimensioni i punti terminali/spigoli sono diventati 8. 4 sulla faccia inferiore e 4 su quella superiore
Lati/Facce
- Il cubo ha ovviamente 6 facce. Ti basti pensare a un qualsiasi dado da gioco i cui numeri arrivano fino a 6
Mumble
“Davide scusa, ma io ti avevo chiesto quante dimensioni esistono nell’universo, che c’entrano i punti, le linee e i quadrati?
L’analogia delle dimensioni
Potrebbe sembrare l’abbia presa larga, ma questo è un passaggio cruciale. Stai infatti per SAPERE come è fatto un cubo in 4 dimensioni. Guarda un po’ qui sotto e dimmi se non noti qualcosa:
Lati/Facce
PUNTO
RETTA
QUADRATO
CUBO
Punti terminali/
Spigoli
PUNTO
RETTA
QUADRATO
CUBO
Questa è l’analogia delle dimensioni. Con essa puoi calcolare lati e spigoli di una figura in qualsiasi dimensione. Ai lati sommi o sottrai 2, agli spigoli moltiplichi o dividi 2.
Vuoi sapere come è un cubo in 4 dimensioni? Basta tirarlo penperdicolarmente a se stesso. Avrà 8 lati e 16 spigoli (proseguendo l’analogia). Ti presento il TESSERACT
Mumble
“Ma quindi come sarebbe fatto questo cubo in 4 dimensioni? Io proprio non riesco a immaginarmelo…”
Nessuno può.
Il tuo cervello tridimensionale non riesce a concepire nulla al di sopra di esso. Viviamo in 3 dimensioni dello spazio e non possiamo capire come sia fatto un cubo con 16 punti terminali e 8 facce.
AHA!
Grazie all’ANALOGIA, sapere il numero di lati e spigoli di una figura in qualsiasi dimensione diventa un gioco da ragazzi. Basta aggiungere 2 lati a quelli della dimensione precedente e raddoppiare gli spigoli
La nostra realta ha 4 dimensioni
Sebbene tu creda di trovarti in una realtà a 3 dimensioni, ti sbagli: sono 4. E fu un impiegato dell’ufficio brevetti di Berna a capirlo, Albert Einstein.
Capì che spazio e tempo non solo sono due dimensioni collegate, ma non sono nemmeno assolute. Il nostro tempo (e lo spazio) varia in base a come ci muoviamo all’interno dello spazio, a quanto andiamo veloci.
Spazio e tempo sono talmente interconnessi, che Einstein iniziò a parlare di spazio-tempo. Non più una realtà a sole 3 dimensioni spaziali, ma 4 a tutti gli effetti.
Il tempo è la tua quarta dimensione!
La dimensione incontrollabile
Insomma, vivi già in una realtà a 4 dimensioni! solo che su quella temporale non hai il controllo che hai invece su quelle spaziali.
Diciamo “per assurdo” che esista un essere proveniente dalla quinta dimensione. Essendo superiore alla nostra potremmo assumere che abbia il controllo delle 4 sottostanti come noi abbiamo il controllo delle 3 spaziali.
Questo essere controllerebbe il tempo con la stessa facilità con la quale tu cammini. Potrebbe vedere la sua vita per intero o magari avere il controllo della sua età. Forse stiamo un po’ galoppando con l’immaginazione, ma forse no.
AHA!
Viviamo a tutti gli effetti in una realtà a 4 dimensioni: 3 spaziali e una temporale. Il problema è che su quella temporale non abbiamo nessun tipo di controllo
Altre dimensioni oltre la nostra?
Elettroni tra le dimensioni?
Gli elettroni non girano intorno al nucleo come i pianeti intorno al sole, ma si trovano in delle regioni dette orbitali. Un istante li troviamo in una regione, l’istante dopo nell’altra.
Il fatto è che si spostano tra la regione A e la regione B senza attraversare lo spazio che le separa. Sarebbe come spostarsi a piedi dalla Sardegna alla Corsica senza attraversare il mare. Quasi l’elettrone sparisse da una regione e comparisse nell’altra. Dove sta nel frattempo?
Materia da un’altra dimensione?
Ho un’ultima fantasticheria su cui divertirci: la materia oscura. Se non sai cosa sia non ti preoccupare, non lo sa nessuno, per questo si chiama così. Sappiamo solo che:
- Interagisce tramite la gravità
- Ne esiste un quantitativo enorme
Osservando lo spazio capita di vedere la luce venire piegata dalla gravità di qualcosa di massiccio: una stella, un buco nero, una galassia… Spesso però, quando si osserva questo fenomeno e si va a vedere quale grosso oggetto l’abbia piegata, non si trova nulla. La luce piega come se ci fosse molta materia ma se si va a vedere non si trova niente di niente. Non sapendo come chiamare questa materia invisibile che piega la luce senza esserci, l’hanno chiamata Oscura.
Ma se la gravità potesse transitare tra le dimensioni? Potremmo immaginare che la gravità che piega la luce arrivi da qualcosa di grosso che però sta in un’altra dimensione. Magari in quel punto in un’altra dimensione c’è una galassia di cui noi possiamo solo vedere l’impronta gravitazionale. Peccato per ora siano solo teorie eh?
Conclusioni
Un bimbo se ne stava un giorno in un giardino con una fontana al centro. Nella fontana viveva una carpa e il bimbo passava molto tempo ad osservarla. Un giorno il bimbo capì che la carpa era completamente all’oscuro del mondo enorme e vasto che si apriva appena sopra la sua testa; esisteva solo la fontana. Ignorava completamente l’esistenza di altri pesci, mammiferi, quadrupedi, bipedi, uomini, aerei, stelle.
Dove si trovava quella dimensione aliena? Dovunque intorno alla carpa, ma lei conduceva la sua intera vita ignara del fatto che le sarebbe bastato guardare poco oltre per scoprire un bimbo e tutto il suo mondo.
La scienza è arrivata a postulare la presenza di molte dimensioni oltre la nostra. Nulla di provato, ma il solo fatto che la cosa sia anche solo postulata, vagliata, non so te, ma mi elettrizza.
Davide
BIBLIO
- Flatlandia – Edwin Abbott [IT – Amazon]
- Exploring other dimensions [EN – Youtube]
- Understanding other dimensions – Flatland [EN – Youtube]
- A Guide to Flatland: What It’s Like to Live in Two Dimensions [EN – Wired]
- Visualizing eleven dimensions [EN – Youtube]
- Cosa significa che gli scienziati hanno simulato uno spazio a 4 dimensioni [IT – Fanpage.it]
- Neil deGrasse Tyson Explains The End Of ‘Interstellar’ [EN – Youtube]
- Ask Ethan: Why Must Time Be A Dimension? [EN – Forbes]
- Quarta dimensione: qual è e cos’è davvero? [IT – Scienza e Conoscenza]
- Michio Kaku – Are there Extra Dimensions? [EN – Youtube]
- Interesting Facts About Time, The Fourth Dimension, And Time Travel [EN – Astronomy Trek]
- Le dimensioni nascoste dell’universo [IT – Focus]
- Strange behavior of quantum particles may indicate the existence of other parallel universes [EN – PHYS.ORG]
- What is Dark Matter and Dark Energy? [EN – Youtube]
- Extra dimensions, gravitons, and tiny black holes [EN – CERN]
Scarica la Mappa Mentale dell'articolo
Clicca sul bottone qui sotto e visualizza la mappa mentale di riepilogo dell’intero articolo. Ti basta cliccare con il tasto destro sull’immagine e salvarla dove vuoi così da fissare i concetti in memoria più facilmente ed averla sempre a portata di mano… NON SI SA MAI
che dire…questa volta siamo davvero saliti in alto. non facile e da rileggere per interiorizzare ma semplicemente BRAVISSIMO Davide. come sempre la semplicità nell’esposizione rende fruibile tutto a tutti.
RESTO CURIOSA e grazie sempre
Ciao Annalisa,
cercare di sintetizzare e rendere fruibile l’uragano che mi ha scatenato in testa questo libro è stata la cosa più difficile che ho affrontato da che scrivo su MMWC. Non credo di esserci pienamente riuscito, ma forse non ci riesco pienamente mai. Non posso fare altro che consigliarne la lettura a tutti.
Alla prossima,
Davide.
Questa volta hai affrontato un argomento veramente ostico, difficile da spiegare e da comprendere.
Einstein fu accusato di essere un pazzo!
Ma più passa il tempo e più le sue teorie sembrano avere un fondamento scientifico.
L’argomento è interessante e mi piacerebbe riuscire a capire cosa sarebbe il mondo in 4D.
Grazie come al solito di farci partecipi dei tuoi approfondimenti intellettuali e di spiegarceli in modo semplice.
Gino
Ciao Gino,
Argomento decisamente non semplice ma, almeno a mio avviso, molto affascinante. Spero che sia riuscito a trasmettere lo stesso entusiasmo che provai quando lessi Flatlandia, lettura che assolutamente consiglio.
Alla prossima,
Davide.
E quindi quante dimensioni… non si può non riflettere anche su quelle metafisiche dunque.
Grazie Davide per condurci per mano su sentieri complessi e di non facile percorribilità. Però alla fine tutto è chiaro. La distanza è colmata e le risposte accolte come un dono.
Alla prossima
Ciao Claudia,
mette paura pensare che potremmo tranquillamente essere noi il povero quadrato eh?
Davide.