A menudo oímos que en algunas teorías físicas se utilizan dimensiones extra, además de las 3 espaciales que todos conocemos; sin embargo pocos son los que realmente saben entender lo que implican estas dimensiones adicionales. En general existe un hermetismo social a aceptar o intenta comprender más de 3 dimensiones, quizás porque suena casi a brujería; pero la realidad es que todo el mundo puede entender estos conceptos con un poco de esfuerzo y la explicación adecuada.
Comentarios
#18: ¿Por qué un metro es algo que recorre la luz en lugar de decir que es simplemente un trozo de espacio?
Porque el espacio (y el tiempo) no son inmutables. Lo que para ti es un metro, para mi puede ser medio metro, aunque ambos tengamos una regla para medir que sea igual. Las distancias que midas (distancias tanto espaciales como temporales) dependerás de la velocidad a la que vayas (también de la gravedad, pero mejor no complicar la explicación). Si pasas andado por un túnel, podrás medir que el túnel tiene una longitud de 10m, pero si pasas a toda velocidad ( a una velocidad cercana a la de la luz), medirás que el túnel tiene una longitud de 5m (o incluso menos).
Es decir, que tanto el espacio como el tiempo son relativos al observador. Los científicos han encontrado que la mejor manera para medir distancias (tanto temporales como espaciales) es hacer uso de la luz. Porqué la luz? Porque existe una velocidad máxima en el universo y esta coincide con la velocidad luz (esta afirmación la expandiré luego). Resulta que al contrario que el resto de velocidades (la velocidad espacial la entiendes, la velocidad temporal es la velocidad a la que se mueve tu reloj), la velocidad de la luz es independiente del observador.
Si vas por la carretera a 100kmh y un ferrari te sobrepasa a 180kmh, tú como observador metido en tu coche observarás al ferrari sobrepasarte a 80kmh respecto de ti (180-100 = 80). Eso no pasa con la luz: independientemente de la velocidad a la que te muevas, verás que la luz te sobrepasa a la misma velocidad: c. Si vas a 0 kmh la luz te sobrepasará a velocidad c, y si vas a 0.99c, la luz te sobrepasará a velocidad c.
Pero y porqué la luz va a la velocidad máxima del universo? Pues porque en realidad TODO (incluído tú, y la tierra) en el universo viaja a la velocidad luz. Para entenderlo, tienes que dejar de pensar en el espacio y aceptar que solo existe una cosa: el espaciotiempo. En nuestro universo, todos los objetos viajan a través del espaciotiempo a la misma velocidad, la velocidad luz, lo único que cambia es la dirección en la que viajan.
Para entendernos, imagina que eres un coche teledirigido, estás en el suelo, y tienes una única velocidad c: puedes mover el volante, pero no cambiar la velocidad c. Si te mueves solo en el eje X, tu velocidad en el eje X será c, pero si te mueves transversalmente, es decir, también en el eje Y, tu velocidad en el eje X ya no es c, aunque tu velocidad total siga siendo c. Con este símil podrás entender que cuando estás "quieto", te estás moviendo a través del espaciotiempo solamente en la dimensión temporal (digamos eje Y) (pa entendernos, a razón de "un segundo por segundo"). Resulta que la luz solo se mueve en la dimensión espacial (digamos eje X). Pero la luz va a la misma velocidad que nosotros, lo que pasa es que ella va en la dirección/dimensión Y/temporal y nosotros solo en la X/espacial. Y si vamos a la misma dirección pero en diferente dimensión porqué una dimensión la medimos en segundos y la otra en metros? Pues por la misma razón que aquí medimos en metros y en EEUU miden en pies: la velocidad c de la luz no es más que un factor de conversión entre dos formas de medir lo que en realidad es lo mismo.
Ah, y por supuesto, en el espaciotiempo podemos movernos transversalmente. Como siempre nos movemos a la misma velocidad a través del espaciotiempo y solo estamos cambiando la dirección, eso significará que al aumentar nuestra velocidad por las dimensiones espaciales, la velocidad temporal (velocidad de nuestro reloj) disminuirá.
En realidad hay muchos objetos que se separan de nosotros más rápido que la velocidad luz, pero eso daría para otro capítulo... Cómo es posible que existan objetos que se separen de nosotros a más velocidad que la de la luz si ésta es la velocidad máxima? Einstein nos descubrió mucho más
#22 ¡Maldita LOGSE! Me he perdido una vez has incluido lo de velocidad C. No entiendo lo de que la luz se mueve exclusivamente por el plano temporal y no en el espacial
#26: Al revés, la luz solo se mueve en la dimensión espacial. Aunque lo que voy a decir es una burrada, podríamos decir que si te montas encima de un fotón (fotón = luz), y ese fotón va del Sol a la tierra, cuando te bajes del fotón habrán pasado exactamente CERO segundos desde el momento en que te subiste al fotón. Es decir que ha recorrido un espacio desde el Sol hasta la tierra (se ha movido en las dimensiones espaciales) en lo que para él han sido cero segundos. Y digo que es una burrada porque realmente no puedes "subirte" encima de un fotón: porque todo aquello que posee masa tiene prohibido acelerar hasta la velocidad (espacial) c (aunque se puede acercar todo lo que quiera, por ejemplo 0.999999999 c).
De una manera equivalente, cuando estás sentado tranquilamente, estás yendo a velocidad luz, pero solo en la dimensión temporal (no te estás moviendo en el espacio).
Para ir más allá, no solo ocurre que las distancias/velocidades son relativas al observador, sino que las dimensiones temporales y espaciales son también relativas: lo que para mi es la dimensión temporal, para ti (que te mueves a cierta velocidad respecto de mi), es un vector con componentes tanto espaciales como temporales.
No existe una dimensión temporal absoluta. De hecho la teoría de Einstein predice que en los agujeros negros, la dimensión temporal se convierte en su totalidad en dimensión espacial... aunque realmente no sabemos qué pasa en los agujeros negros y tendremos que esperar a nuevos avances de la física para saberlo.
#29 No termino de entender cómo estando parado puedo ir a la velocidad de la luz. Por otra parte se supone que no estoy parado, sino moviéndome a la velocidad de rotación de la Tierra.
#39: Cuando estás sentado en tu sillón, no te estás moviendo en las dimensiones espaciales, pero estamos hablando del espaciotiempo... y definitivamente tu reloj se está moviendo: te estás moviendo en la dimensión temporal.
Y efectivamente la tierra se mueve (como referencia, es un sistema de referencia no inercial) y habría que tenerlo en cuenta, pero he obviado ese detalle para no complicar la cosa. He obviado más detalles para no complicar la cosa de hecho, por ejemplo no he hablado de la gravedad.
#41 Eres un crack. ¿Eres físico o algo?
¿De qué está formado el espacio-tiempo? ¿Los objetos que "vemos" son sólo espacio-tiempo con masa?
#52: No soy físico, solo un mero ingeniero aficcionado a la física. No entiendo exactamente la pregunta, yo diría que los objetos que vemos son energía. Al fin y al cabo a partir de energía puedes crear objetos con masa (E = mc^2 y tal) con lo que es algo más general. Llegados a cierto punto, no sabría decirte qué es exactamente la energía, más allá de la definición tradicional ("energía = capacidad de hacer un trabajo") y de que es una cantidad que se conserva localmente.
Curiosamente, el espaciotiempo también parece tener energía. Lo cual vuelve a redundar en la afirmación que hice en otros mensajes sobre que el espaciotiempo no es "simplemente vacío", es algo, no sabemos exactamente qué es pero es algo y tiene energía. La cuántica dice que el vacío tiene un nivel de energía mínimo, pero mayor que cero (esto está relacionado con el principio de incertidumbre de Heisenberg). La energía del vacío se ha propuesto como explicación al misterio sobre la energía oscura, que al parecer compone más del 70% de toda la energía del universo... lo cual podría tener sentido ya que aunque la energía del vacío es minúscula, existe espacio de sobra.
#50: Tampoco es mi especialidad, soy un humilde ingeniero. Según la relatividad general, a cada punto espaciotemporal se le puede asignar un conjunto de tensores (una matriz de, si recuerdo bien, unos 21 valores diferentes) que definen las propiedades de ese punto, a forma de campo gravitatorio. La energía modifica esa matriz/campo/tensores, y a su vez esos valores determinan la trayectoria o la distancia más corta entre dos puntos.
¿Cómo de real es ese campo tensorial que describe la gravedad? ¿Es una mera ayuda matemática? No lo sé, tendría que estudiar más para poder dar una respuesta informada aunque pienso que probablemente sea todavía un campo abierto mientras no se detecten directamente pruebas de ondas gravitatorias.
Lo que si sé es que todo el tema de la gravedad general de Einstein parte de mediciones con relojes y haciendo uso de la luz. Es decir, puedes conseguir construir un modelo completo sobre la gravedad a la que está sometido cada punto del espacio en un momento dado simplemente haciendo de relojes y de rayos de luz, el objetivo de la utilización decomplejos sistemas matemáticos como los tensores es poder realizar predicciones futuras.
#19 Una película brutal que me ha dado el gusanillo de volver a ver.
#53 Me he leído todos los comentarios que has puesto en la noticia y quiero darte la enhorabuena, es una gozada poder leer comentarios como los tuyos, dando explicaciones accesibles a todo el mundo. Yo estudié una ingeniería pero nunca me sentí ingeniero, en mi caso me equivoqué de rama, y leyendo comentarios como los tuyos recuerdo mis tiempos universitarios donde conocí gente brillante a quien envidiaba de manera sana por tener una capacidad de abstracción que no está al alcance de todos jeje Si tienes un blog me encantaría leerlo
#54: Gracias. No tengo blog pero te recomiendo:
http://cuentos-cuanticos.com/
http://francis.naukas.com/
#55 Estupendo, muchas gracias
#29 Buah, sencillamente genial! Ahora si que lo entiendo (a un nivel simplificado, pero algo es algo). ¡Muchas gracias por la explicación!
#26: Perdona, he releído el comentario que citas (#22) y es un poco confuso, me he hecho el lío en algunas frases. La luz solo se mueve en las dimensiones espaciales.
#22 Excelente explicación.
#22 Cómo es posible que existan objetos que se separen de nosotros a más velocidad que la de la luz si ésta es la velocidad máxima?
Creo que yo lo sé corrígeme si me equivoco...
Al igual que en la radiación de Cherenkov, la velocidad de la luz depende del medio,
Si hay objetos que se separan a más velocidad que C es quizás por el vacío no es "vacío" del todo, ¿es por eso?
Ose, si superan la velocidad de a luz es por que la luz no llega a C del todo y cualquier partícula puede superar C.
#40: No, no es por la radiación de Cherenkov esta vez :), me estoy refiriendo a que hay muchos objetos que se alejan de nosotros a una velocidad mayor que la de la luz en el vacío, es decir, la velocidad máxima c (independientemente del medio). Además, la velocidad máxima de movimiento en nuestro universo es c independientemente de la velocidad de la luz (cabe la posibilidad todavía de descubrir que la velocidad de la luz en el vacío sea ligeramente menor que c).
Lo que ocurre es lo siguiente: nada puede viajar a través del espaciotiempo a más velocidad que c... pero el espaciotiempo en sí es algo (imagina que es una sustancia en vez de imaginar "la nada/vacío") que puede ser deformado (estirado o contraído) por la gravedad. Imagínate un globo hinchable, la superficie del globo es el espaciotiempo. Imagina ahora una hormiga sobre el globo. La velocidad máxima de la hormiga es c, pero nada impide que el globo se ensanche a una velocidad mayor que c. En otras palabras, dos hormigas posadas sobre el globo podrían alejarse a una velocidad mayor que c, incluso estando quietas... porque el globo se está hinchando muy rápido.
Y es que eso es el big bang. Dos puntos del universo que al principio del big bang estaban a nanómetros de distancia ahora están a miles de millones de anyos luz y todo eso sin necesidad de moverse en el espacio, simplemente porque "el globo/espaciotiempo se está hinchando".
De hecho de todo esto de la expansión del universo viene la radiación de fondo de microondas.
Entre dos galaxias cualesquiera, incluso cuando no se mueven la una respecto de la otra, las distancias están aumentando porque el espaciotiempo se está expandiendo, estirando como un chicle. Y esta expansión está acelerándose cada vez más. La radiación de fondo de microondas son básicamente los últimos rayos de luz de aquellos objetos que pasan a formar parte del conjunto de objetos que se alejan de nosotros a una velocidad mayor de la luz, por la expansión del universo: salen de la zona llamada "el universo visible".
Estas nociones nos podrían fácilmente llevar a hablar del tamanyo del universo, el cual es claramente mucho mayor que el tamanyo del universo visible. A día de hoy no tenemos forma de deducir el tamanyo del universo total, solo podemos dar cotas mínimas... bien podría ser infinito, eso sería compatible con las teorías y conocimientos actuales...
Voy a hacer un "tl;dr" bestial de todo este artículo:
Findeton, corrígeme si me equivoco, porque este campo no es mi especialidad, pero, el hecho de que el espaciotiempo pueda "estirarse", sólamente puede ocurrir gracias a que exista una dimensión extra, es decir, gracias a que haya una 5ª dimensión (aunque sólo sea matemáticamente); ¿es así?
1º) Tomamos el catálogo completo de TODAS las variables, constantes y magnitudes con las que la Física actualmente describe el mundo (por ejemplo, velocidad de la luz, espacio, tiempo, entropías, presiones, masas, espines, cargas, momentos, frecuencias, amplitudes, probabilidades, etc... ): vamos a suponer que nos referimos a todas estas variables, constantes y magnitudes como m1, m2, m3, m4, ... Supongamos que todas ellas hacen un total de 5000 magnitudes.
2º) Disponemos estas 5000 magnitudes en forma de un único vector bestial de 5000 componentes, es decir: (m1, m2, m3, m4, ...). Cada concreción numérica particular de este vector, es una descripción mínima completa del mundo. La física entera puede describirse como cierta función u objeto existente dentro de este espacio 5000-dimensional.
3º) Por tanto, el mundo es un espacio de "5000 dimensiones" (es decir, 5000 magnitudes medibles).
Así también hago yo física de cuerdas.
#42 Por cierto
#22 Para mí, lo más asombroso es descubrir que, si no me equivoco, para poder viajar en el tiempo tienes que plegar 2 dimensiones, la 4 y la 5.
Si pliegas la 4 (el tiempo) "sólo" consigues viajar en el espacio y podrías ir a otro planeta sin "moverte" de la tierra.
Así que Marti McFly pliega 2 dimensiones con su DeLorean. Con 2 cojones
#43: La posibilidad de viajes al pasado queda fuera de los conocimientos actuales. Los viajes al pasado y una descripción detallada de los agujeros negros son cosas que se escapan a la teoría general de la relatividad de Einstein, en el sentido de que no hay experimentos que puedan poner a prueba las predicciones teóricas y existen indicios para pensar que la teoría no es capaz de dar una explicación correcta/satisfactoria de dichos casos extremos.
Sin embargo ha pasado un siglo y seguimos sin una explicación mejor. Habrá que seguir pensando.
#22 gracias por enriquecer tanto este meneo, enserio
#22 eres un crack tio, la explicacion muy buena, usando terminos y ejemplos de facil asimilacion
es fácil simplemente piensa en un espacio de dimensión N y luego haz que N=11
La opción de los psicotrópicos me parece más sencilla.
cada comentario anterior es una dimensión y este #12 no debería existir
#11 por que explica que la realidad en la que vives es una taza de una dimensión mayor a través de nuestro plano de 3 dimensiones
que crack! jajaja
#12
Soy incapaz de imaginarlo. He trabajado con matrices, tensores y todas esas cosas, pero para mi son simples artilugios matematicos, no lo veo como algo fisico.
Ojo, no digo q no se pueda, solo que yo no puedo
#4 simplemente no se puede, nosotros trabajamos con representaciones cerebrales de lAs cosas, y nuestro cerebro es 3D, da para lo que da, a partir de ahí, analogías que lo tienen que reducir todo a 3D
#4 yo sinceramente no creo que existan más dimensiones espaciales. De lo que habla el artículo es de otros tipos de dimensiones (tiempo, posibilidades...).
Todas las explicaciones que he visto haya ahora intentan explicarlo a partir de un mundo en 2D... se que es para simplificarlo pero la comparación es absurda. O alguien conoce algo que pueda estar solo en 1D o 2D? Po qué asumimos que nosotros podemos estar atrapados en las 3D existiendo más?
Con las que comenta el artículo puedo estar más de acuerdo, a modo teórico
#33 el unico material unidimensional conocido es el grafeno, por lo que al menos un material existe. Según la teoría de supercuerdas, la evolución de la teoría de cuerdas, existen 10 dimensiones espaciales mas una temporal. Hay muchos científicos importantes trabajando en este campo, pero el mas importante, para mi, es Edward Witten.
El problema que tiene esta teoría es que para probar que esas cuerdas existen, habría que indagar en la longitud de Plank, para ello necesitarías hacer chocar protones con muuuuucha mas energía de la actualmente podemos proveer, es decir, se calcula que habría que construir un acelerador de partículas del tamaño del sistema solar!, hazaña tecnológica que huelga decir es imposible con el conocimiento actual y los recursos, peeero, esas ecuaciones están encontrando su lugar para describir con precision el estado de partículas super masivas. Os dejo un enlace del blog de Migui para que saciéis vuestra curiosidad.
http://es.wikipedia.org/wiki/Edward_Witten
http://www.migui.com/ciencias/fisica/para-que-es-realmente-buena-la-teoria-de-cuerdas.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Longitud_de_Planck
#36 Que yo sepa el grafeno no es unidimensional, tiene ancho y largo (dependiendo de cuantos átomos tenga) y altura (el radio del carbono en esa forma alótropa). Si lo que dices fuera cierto un átomo suelto no tendría dimensión y bueno, no tienen el mismo tamaño un átomo de hidrógeno y uno de uranio, por no hablar que protones y neutrones tienen tamaños diferentes.
El espacio las 3 dimensiones, el tiempo la cuarta dimensión y el resto cualquier "caracteristica" adicional que le quieras dar a cada uno de los puntos del espacio en el tiempo.
Aquí es cuando me acuerdo de mi profesor de algebra I y sus matrices.
Faaaaaaaaaaascinante
Y ahí me surge una duda. ¿Es el universo multidimensional una prueba definitiva del determinismo?
O sea... a ver si me explico... si yo, como yo humano, tomo una decisión de las infinitas decisiones que podría (teóricamente) tomar en un momento, en los infinitos universos correspondientes a la dimensión en la que tomo esa decisión, mis infinitos yos situados en esos otros universos habrán tomado el resto de las decisiones posibles.
O lo que es lo mismo, mi decisión está condicionada por la que haya tomado algún otro yo en otro universo en la dimensión considerada.
Y ya la hemos liado, por dos razones:
a) Mis decisiones son coherentes. Entre las múltiples decisiones que puedo tomar en un momento dado, correspondientes con las de mis otros yos en otros universos de mi misma dimensión, podría tocarme tomar una decisión incoherente, pero nunca se da el caso.
b) Al estar mis decisiones mediatizadas por la de otros yos situados en otros universos de mi misma dimensión, mi voluntad y por tanto mi responsabilidad sobre mis propios actos desaparece, creando un dilema moral importante... ¿soy responsable de darle una patada en el culo a Soria, por ejemplo?
Para vuestro desarrollo.
#25 En mi opinión el determinismo no es incompatible con la responsabilidad. La idea de elección parece que no es tal, sino que lo que nosotros llamamos elección es una consecuencia lógica de las condiciones iniciales de nuestro universo. Y las consecuencias de los actos también lo son. Crees que puedes elegir darle una patada a Soria o no, pero la verdad es que quizá haya algún universo donde ya lo has hecho y has acabado en el talego. Aunque también es posible que haya un universo donde le des la patada y acabes siendo el rey del mundo.
Menéame: transformando el café de mi desayuno o en té de ayahuasca o en ácido sulfúrico desde 2009.
Aquí también lo explican y creo que es menos confuso.
http://www.malaciencia.info/2006/08/imaginando-la-dcima-dimensin.html
Una película que abarca un poco esta cuestión es la de las posibles vidas del señor nobody(totalmente recomendable) . Es donde me di cuenta que a una persona no la conoces de verdad si no la ves en más dimensiones. Podemos pensar que una persona es un tío de puta madre por que hay unos condicionantes iniciales pero si en uno de los universos posibles las condiciones fueran más adversas igual descubrimos que nos vendería por un mendrugo de pan. No sé si me explico.
¡Rayos! No he conseguido pasar de 9.
¡Qué bien
me lo paséme lo hicieron pasar intentando estudiar la Lagrangiana por el método de visualizar mentalmente la Lagrangiana en sí misma!EDITO: ¡¡Cómo que los puntos no tienen tamaño!! ¡¡Los "puntos gordos" han ayudado a demostrar infinidad de teoremas!!
Brainfucked...
Añadir dimensiones no es problema. Sirven para medir más cosas y para analizar la relación entre esas cosas.
En muchas cosas se usan múltiples dimensiones, que sirva para la física es sólo una posibilidad más.
Hawckings no dijo que habían 14 dimensiones?.
Conyo, mira que llevaba tiempo buscando este video! (que tiene la ostia tiempo) y no lo encontraba. Que buena
Joder
Findeton, estás hecho un Yuri
¿Me he quedado sin ver parte del vídeo o solo se puede llegar a 10 dimensiones?
#17 Más o menos. Por lo que yo he entendido, la dimensión 11 digamos que es el conjunto de todos los resultados posibles de la dimensión 10 concentrado en un punto; aparentemente, no hay más puntos posibles a los que unir ese otro punto pero se presupone que esa posibilidad es la dimensión 11.
pero que pajas mentales te haces macho
No se puede pensar en más de 4 dimensiones (contado el tiempo como una), o espacialmente en más de 3. Simplemente.
Con lo bonito que era el mundo euclidiano. Vinieron estos centroeuropeos a joder la marrana.
Este artículo me parece un sinsentido absoluto. No sé cómo ha llegado a portada
#18 La quinta contiene toda nuestra vida y la sexta todas nuestras posibles vidas. Como solo vemos en 4, solo podemos ver un pequeño punto de estas dimensiones que es el presente ahora mismo de una única posible vida.
¿Por qué el tiempo es la cuarta dimensión? ¿Por qué no sigue aplicando la misma geometría espacial para añadir dimensiones? Pliegas el espacio 3 y así estás en uno 4 ¿no? No entiendo a qué viene incluir el tiempo
#11: La "geometría espacial" no tiene sentido, es algo superado hace bastante. No existe el espacio, existe el espaciotiempo (todo unido). Espacio y tiempo no se pueden entender uno sin el otro, y esto lo sabemos desde tiempos de Einstein (desde 1905, hace casi 110 años). Espacio y tiempo son el mismo tipo de dimensión, de hecho tanto el espacio como el tiempo se miden en las mismas unidades (un metro no es más que el espacio recorrido por la luz en una fracción de segundo).
Si necesitas más información, puedo detallar más, lo que he dicho no es más que una pequeña introducción.
#14 Aquí hay cosas que no entiendo bien. ¿Entonces en la primera o segunda dimensión también está la cuarta (el tiempo)? ¿Por qué un metro es algo que recorre la luz en lugar de decir que es simplemente un trozo de espacio?
Tal y como dice #11 no veo sentido que la cuarta dimensión sea el tiempo, cuando es fácil representar una cuarta dimensión espacial llamada teseracto o hipercubo. En este vídeo podéis ver la rotación en los 4 ejes dimensionales de esta figura:
Pero si es muy fácil. Basta con pensar en N dimensiones y establecer N a 11.