Альтернативная физика

[Mexanik]

Нет, это самая обычная.

[VIR]

Нет, это самая обычная.

Да? Ну значит меня учили какой-то необычной. И Книга про необычную написана

[TGRN]

Кое что можете найти словосочетании "тонкая настройка вселенной" Более-менее понятная статья есть в Википедии кое что там для начала можно почерпнуть. Если брать иную размерность пространства то тут вытекают следующие эффекты:

1) В 4 (с вычетом времени) и более размерном размерном пространстве не существует стабильных орбит. Что для гравитации, что для иных взаимодействий - никаких атомов, молекул, планет, галактик и прочего. Любая орбита нестабильна объекты либо сталкиваются, либо разлетаются. Это происходит из-за того, что сила взаимодействия ослабевает не на квадрат расстояния, а на куб (биквадрат и прочие в зависимости от размерности).

2) В чётно-мерном (2-х, 4-х, 6-ти и т.д.) пространстве есть проблемы с передачей сигналов, а значит ни разумной жизни, ни технологий там возникнуть не может. Проблема возникает из-за того, что за любой волной возникают возмущения вызывающие реверберацию. Можно сказать, что любой сигнал заглушается своим же многочисленным эхом.

Таким образом в двухмерном мире не существует средств связи, а взаимодействие ослабевает пропорционально расстоянию(а не квадрату расстояния), что делает орбиты более стабильным (по моему мнению). В четырёхмерном мире уже нет стабильных орбит и нет способа связаться - сигнал глушится собственным эхом.

[VIR]

В 4 (с вычетом времени) и более размерном размерном пространстве не существует стабильных орбит. Что для гравитации, что для иных взаимодействий - никаких атомов, молекул, планет, галактик и прочего. Любая орбита нестабильна объекты либо сталкиваются, либо разлетаются.

Это не так. В 3-х мерном Шредингере, действительно, есть "падение на центр" (вернее, состояния со сколь угодно большой отрицательной энергией, в которые электрон будет сваливаться излучая фотоны), но только в потенциалах (1/r)^s, с s > 2. (В УШ стоит именно потенциальная энергия). И атомы были бы нестабильны.

Случай же s = 2 - банальный, поскольку в уравнениии уже есть такой терм.

Но так только в 3-х мерном Шредингере. Что будет в 4-х мерном, надо смотреть отдельно

[Mexanik]

Я тут поразмышлял и пришёл к довольно странным выводам.

1) На плоскости "гравитация" и прочие взаимодействия идут от центра объекта к периметру (или наоборот, но тут не важно). Если попытаться из таких штучек собрать трёхмерный объект, то скорее всего окажется, что это невозможно сделать тем же способом: по третьей оси у кружочка не будет "двумерной массы", чтобы взаимодействовать с теми, которые на этой самой оси и расположены. Если поизвращаться, то решение найти можно, но как факт сами по себе плоскости никак не связаны. Точно так же не получится собрать истинно четырёхмерный объект из трёхмерных атомов - потребуется совершенно иной материал.

2) Свойства этого материала могут кардинально отличаться от привычных нам. Гравитации в привычном смысле здесь, видимо, также не будет, и тяготение будут имитировать какие-то иные силы. По сути своей в четырёхмерке может поместиться бесконечно много трёхмерок (как диаметров в круге и шаре), но друг на друга они никак не будут влиять, ибо нечем, разве что в точке пересечения (или точках). Вообще, здесь надо вводить новое понятие.

3) Всё сущее состоит в основном из пустоты. Если предположить, что и четырёхмерка - тоже (а не как чёрная дыра, портящая континуум), то становится чуть проще.

С картинками было бы лучше, потому что я наверняка запутал мысли, но я не знаю, как это изобразить~

[VIR]

В чётно-мерном (2-х, 4-х, 6-ти и т.д.) пространстве есть проблемы с передачей сигналов

С чего бы это? В n-мерном волновом уравнении есть решение в виде плоской волны.

[TGRN]

VIR, что прочитал в Википедии то и говорю, спорить не буду. Однако основную проблему для стабильности орбиты вижу в том, что взаимодействие в 4-х мерном пространстве ослабевает не на квадрат, а на куб. Что же касается передачи информации из той же Википедии сказано - "Поскольку за волной обязательно возникают возмущения, вызывающие реверберацию, чётко сформированные сигналы нельзя передавать по, в частности, двухмерной поверхности (например, по резиновому покрытию)" Возможно 4 измерения открывают какие то другие физические законы, но нам трёхмерным существам они не известны.

[VIR]

Однако основную проблему для стабильности орбиты вижу в том, что взаимодействие в 4-х мерном пространстве ослабевает не на квадрат, а на куб.

Плюньте на то что написано в Википедии. Слюной. Вопрос о "падении на центр" рассмотрен в Квантовой Механике Ландау и Лифшица. Но в реальном 3-х мерном пространстве для потенциалов, которые вблизи нуля ведут себя как (1/r)^s. При s > 2 - частица падает на центр. При s = 2 - нет, если мне память не изменяет. Но надо не только поведение потенциала учитывать (в 4-х мерном пространстве s = 2), но и добавить размерность в уравнение Шредингера. Что будет тогда, я не знаю.

При s > 2 в дисктретном спектре электрона в атоме появляются состояния со сколь угодно большой отрицательной энергией, и следовательно скол угодно близкие к ядру. И в квантовой науке, где есть спонтанные переходы между состояниями, частица упадет на центр, если не учитывать конечный размер ядра. А вот почему планета упадет на звезду не понятно. Кому она отдает свою энергию?

[Prishelec]

А вот почему планета упадет на звезду не понятно. Кому она отдает свою энергию?

Насколько я понял, из-за этого куба любое случайное смещение орибты вызовет либо падение либо улёт в пространство. Потому, что обратная связь положительная, а не отрицательная. Никакой энергии отдавать не надо. Просто той, что есть уже не хватит на чуть более близком расстоянии и будет избыточно много на чуть более дальнем.

[Mexanik]

двухмерной поверхности (например, по резиновому покрытию)

Резиновое покрытие - не двухмерное пространство, те же волны распространяются по нему вполне себе объёмно.

Возможно 4 измерения открывают какие то другие физические законы, но нам трёхмерным существам они не известны.

Но их можно предположить %)

К слову, орбита в системе двух тел - это плоскость, что в двухмерном мире, что в трёхмерном. По идее, увеличение числа осей никак на этом не скажется. Протопланетный диск - он потому и диск, что изначально крутится вокруг одной оси, то есть и планетная система по идее должна формироваться подобно нашей, если не вводить дополнительные различия.

[VIR]

Потому, что обратная связь положительная, а не отрицательная.

А кто такая "обратная связь"?

Никакой энергии отдавать не надо.

Энергия не сохраняется?

[elind]

Энергия не сохраняется?

Энергия остаётся у планеты - только не потенциальная, а, уже, кинетическая.

[VIR]

Энергия остаётся у планеты - только не потенциальная, а, уже, кинетическая.

Так, товарисчь, такое происходит каждое мгновение. Сохраняется-то полная энергия.

[Mexanik]

Кстати о гравитации и искажениях пространства: с тех пор, как я играл в Portal, меня не покидает мысль - а как через порталы распространяется гравитация? Я так прикинул, и получилось, что трюк с бесконечным падением, он же фактически вечный двигатель, вполне работоспособен, потому что планета вокруг нижнего портала продолжает притягивать то, что сверху.

[Prishelec]

Энергия не сохраняется?

Энергия сохраняется, но её недостаточно (или избыточно). И это возвращает нас к:

А кто такая "обратная связь"?

Ну вот, например планета попыталась сместиться чуть вбок от своей орбиты (ёжик чихнул, скажем), у нас гравитация слабеет (и усиливается) в квадрате и поэтому энергии планеты будет недостаточно чтобы улететь, если отклониться чуть дальше и, если отклониться чуть ближе, то энергии будет слишком много, чтобы упасть на Солнце. А в четырёхмерном мире с его возрастающей в кубе гравитацией, энергии хватит, чтобы улететь при малейшем отдалении и не хватит, чтобы удержаться при малейшем сближении. Эллиптические орбиты будут невозможны (а какие ещё есть орбиты в макромире?).

[Mexanik]

На правах оффтопа в рамках темы: мне вчера задали вопрос - что будет, если увеличить постоянную Планка до таких значений, чтобы она стала частью макромира? Мол, в таком случае всякие квантовые неопределённости станут свойством не только частиц, но и обычных объектов. Я, к сожалению, не владею этой темой достаточно хорошо, но было бы безусловно здорово.

[Prishelec]

но было бы безусловно здорово.

Вы уверены? Хотите иметь определёнными либо скорость либо направление собственного движения? Завидуете судьбе кота Шрёдингера?

[VIR]

Эллиптические орбиты будут невозможны

Так что за проблема? Берете 4-х мерное уравнения Ньютона с силой (1/r)^3 и показываете, что ни при каких энергиях у него нет решений в виде замкнутых орбит. Или вы считаете, что они есть, но все неустойчивы относительно падения на центр? Тогда это показываете.

Энергия сохраняется, но её недостаточно (или избыточно). И это возвращает нас к:

В физике Ньютона, у всех замкнутых орбит (эллипсов) энергия отрицательная. При условии, что на бесконечности потенциал зануляется (так выбрали ноль для потенциала, который ваще определен с точностью до константы, поэтому как хочу так и выбираю эту константу). А те траектории, по которым прилетает-улетает (они гиперболы) имеют положительную энергию. Между ними есть одна (парабола) с нулевой энергией, т.е. на ней скорость на бесконечности тоже ноль.

Какие из них избыточны или недостаточны? И для чего?

Отрицательные энергии снизу ничем не ограничены. Поэтому падение на центр есть. Но оно не происходит из-за сохранения энергии. А если бы было о что тормозить, то и упали бы на Солнце, как это происходит со всеми спутниками Земли близких к атмосфере.

[Mexanik]

Вы уверены? Хотите иметь определёнными либо скорость либо направление собственного движения? Завидуете судьбе кота Шрёдингера?

"Здорово" - это не всегда "хорошо" %) И вообще, если бы наш мир был таким, мы бы его считали нормальным.

[Prishelec]

Или вы считаете

Это не я считаю, это Эренфест считает. Если он не прав, то замечательно, покажите где он неправ. А в википедии действительно висит плашка насчёт маргинальных теорий, так что готов согласиться.

[VIR]

Это не я считаю, это Эренфест считает.

Ну найдите статью Эренфеста, а я посмотрю на неё.

Вот что пишут:

****

Спустя 170 лет, в 1917 г, появилась статья известного физика Пауля Эренфеста под названием "Каким образом в фундаментальных законах физики проявляется то, что пространство имеет три измерения?" Рассмотрев "физику " в n-мерном евклидовом пространстве , он пришел к выводу, что закон всемирного тяготения в общем случае должен иметь вид:

F ~ (1/r)^(n-1)

где n - размерность пространства, в котором рассматривается гравитациаонное взаимодействие. В нашем пространстве, как установил Ньютон, n-1=2. Отсюда следует, что размерность пространства, в которой мы живем, равна 3.

*****

Неужели такое сделал Эренфест? Такая зависимость силы от расстояния немедленно следует из сохранение потока силы через поверхность.

В 3-х мерном пространсте площадь (сферической) поверхности растет как r^2 (нам всем в школе такое говорили), поэтому сила убывает как (1/r)^2, чтобы поток, который есть произведение силы на площадь поверхности, не зависил от r.

В 4-х мерном, соответственно площадь поверхности растет как r^3 (это очевидно из соображений размерности), соответственно сила убывает как (1/r)^3. Поэтому формула Эренфеста, если он действительно её выводил, - банальна.

Поэтому надо на саму статью посмотреть, и пока не верить пересказу

[Mexanik]

А что, если гравитация - свойство исключительно трёхмерного пространства? Как тогда поведёт себя эта формула? В четырёхмерном она, как я говорил, устремляется к бесконечности.

[VIR]

В четырёхмерном она, как я говорил, устремляется к бесконечности.

В 3-х мерном тоже. Но не формула, а потенциал

[Mexanik]

В трёхмерном она как раз выражается разумными цифрами даже у чёрных дыр. В качестве примера сложностей с 4D приведу куб с точки зрения жителей плоскости: с одной стороны, можно его сымитировать, склеив обычные грани правильным образом - тогда, равномерно залитые неким двумерным веществом, они будут давать тяготение в шесть раз большее, чем если бы это была просто плоскость. А если делать полноценный кубик, заполненный и изнутри, то понадобится бесконечно много таких плоскостей, что приводит к соответствующим результатам.

Кстати, в обратную сторону получается фигня: если смотреть на трёхмерный мир как на стопочку бесконечного числа плоскостей, то нормальной гравитации не получается ни если у плоскости она бесконечно малая, ни если отсутствует совсем. Подозреваю, что в 4D может произойти что-то столь же странное.

Кстати, многомерное притяжение может зависеть от того, как именно друг относительно друга повёрнуты объекты - елсли считать, что каждая трёхмерная часть действует только в своей "плоскости" и не распространяется по четвёртой оси.

[VIR]

В трёхмерном она как раз выражается разумными цифрами даже у чёрных дыр.

Разве в формуле Ньютона потенциал не стремится к бесконечности, когда расстояние стремится к нулю?

ни если у плоскости она бесконечно малая, ни если отсутствует совсем

У плоскости есть. Конечная. И более того, не зависит от расстояния до плоскости