In quante dimensioni viviamo. Quarta dimensione

Il concetto scientifico standard afferma che viviamo in un mondo tridimensionale che ha lunghezza, larghezza e altezza. A volte una quarta dimensione viene aggiunta a tre volte ... Nel frattempo, ci sono una varietà di teorie che "aggiungono" dimensioni all'universo. Solo i loro autori per lo più non sono scienziati, ma autori di libri e film di fantascienza.

Il termine è stato coniato dallo scrittore Samuel Delaney. Ha richiamato l'attenzione sul fatto che in molte opere fantastiche gli eroi lasciano il loro mondo "nativo" e si ritrovano in un'altra dimensione.

Delaney ha suggerito che il paraspazio potrebbe effettivamente esistere. In tal modo, colpisce il nostro mondo. Quando sperimentiamo sensazioni "ultraterrene", vediamo o sentiamo qualcosa che non esiste nella nostra realtà, questi possono essere echi di "paraspazio", in altre parole, un mondo parallelo. Anche se, forse, rientra anche nella nostra dimensione...

pianura

Questo è un mondo costituito da sole due dimensioni, descritto nel 1884 dal ministro e scienziato Edwin Abbott in un libro da lui scritto. Il suo personaggio principale è un quadrato. Nel mondo in cui vive, più sfaccettature e angoli ha un individuo, più alto è il suo status sociale.

In un mondo piatto non c'è né sole né stelle. Una volta ogni millennio, qualcuno degli abitanti del mondo tridimensionale entra in Flatlandia. Ma gli abitanti di Flatlandia non sono pronti a credere nell'esistenza di una terza dimensione... Tuttavia, il lavoro di Abbott è più una satira sull'Inghilterra vittoriana che un romanzo di fantascienza.

"Super Mar dei Sargassi"

È descritto dal famoso scrittore e ricercatore paranormale Charles Fort. Afferma che esiste una dimensione "speciale" in cui finiscono tutte le cose che scompaiono nel nostro mondo. A volte possono "ritornare" da lì e poi riapparire... Si spiega così il fenomeno delle piogge di animali e oggetti inanimati che si verificano in diverse parti del globo. A proposito, dopo aver studiato la loro geografia, Fort è giunto alla conclusione che il "Super-Mar dei Sargassi" si estende dalla Gran Bretagna all'India.

L-spazio

Questo termine è stato coniato dallo scrittore Terry Pratchett. L-spazio è una dimensione speciale che è una libreria. Ma non nel senso comune, ma nel senso del campo dell'informazione globale. Lì puoi trovare tutti i libri che sono mai stati scritti, che saranno scritti e, infine, quelli che sono stati solo concepiti, ma mai scritti ... Alcuni libri possono essere pericolosi, quindi alcune regole devono essere osservate in L-spazio . .. Solo i bibliotecari anziani sono a conoscenza di tutte le regole.

iperspazio

Il termine è usato in molte opere di fantascienza. Significa qualcosa come un tunnel attraverso il quale puoi viaggiare verso altre dimensioni più velocemente della velocità della luce.

Per la prima volta l'idea, forse, fu espressa già nel 1634 da Johannes Kepler nel libro "Somnium". I suoi personaggi devono raggiungere l'isola, situata a 80mila chilometri dal suolo. Solo i demoni possono aprirsi la strada, usando l'oppio per addormentare i viaggiatori, e poi trasportarli a destinazione usando il loro potere di accelerazione.

Tasche dell'Universo

Il fisico del MIT Alan Gut ha avanzato l'ipotesi dell'inflazione cosmica. Una delle sue idee principali è che il nostro universo è in continua espansione e, mentre si espande, dà origine a un numero crescente di "tasche" spazio-temporali - universi autonomi, ognuno dei quali ha le proprie leggi fisiche.

Teoria delle dieci dimensioni

Questa teoria, chiamata anche teoria delle superstringhe, non ha tre o quattro dimensioni, ma molte di più. Almeno dieci. Tutti loro possono influenzare il nostro mondo, anche se non li vediamo e per la maggior parte non li percepiamo.

La quinta dimensione esiste, per così dire, parallela alla nostra, questo è ciò che chiamiamo un "mondo parallelo". Il sesto è il piano su cui esistono tutti gli universi come il nostro. Il settimo sono i mondi sorti in condizioni essenzialmente diverse dalle nostre.

L'ottava è la dimensione in cui sono "immagazzinate" le infinite storie dei mondi della settima dimensione. Nel nono ci sono mondi le cui leggi fisiche differiscono dalle nostre. Infine, la decima dimensione contiene tutto questo combinato. Quindi più di dieci dimensioni la mente umana semplicemente non è in grado di immaginare ...

La presenza della messa a terra di protezione è uno dei principali requisiti di sicurezza elettrica. L'affidabilità degli elementi di messa a terra è controllata dagli specialisti del laboratorio elettrico misurando il legame metallico. Secondo le norme e i regolamenti vigenti, tale controllo è obbligatorio se la struttura ha effettuato riparazioni di apparecchiature elettriche, retrofit o lavori di installazione. Cosa si nasconde sotto il termine "legame metallico" e perché viene misurato, lo descriveremo in dettaglio in questa pubblicazione.

Cos'è un "legame metallico"?

Con questo termine si intende il collegamento (circuito elettrico) formato dall'impianto elettrico e dall'elettrodo di terra. Il requisito principale per la comunicazione metallica è la continuità del circuito di terra. La violazione di questa condizione minaccia la formazione di un'elevata differenza di potenziale nei circuiti dell'impianto elettrico, che rappresenta una minaccia per la vita e può portare al guasto dell'apparecchiatura.

Nel tempo, potrebbe esserci un aumento delle resistenze transitorie nel circuito di terra, che porta alla formazione di difetti di legame metallico, esaminiamo la natura di questo fenomeno.

Cosa ha causato l'aumento della resistenza ai transitori?

Per contatti di transizione si intende il contatto con elementi metallici. È impossibile ottenere la loro perfetta lucidatura, tuttavia, ci saranno tubercoli e ammaccature microscopiche sulla superficie. L'area delle superfici a contatto cambia sotto l'influenza di vari fattori esterni (temperatura, forza di pressione, contaminazione superficiale, ecc.), che porta ad un aumento della resistenza al contatto. Le fotografie del contatto di rame in basso, scattate con un microscopio elettronico, mostrano la formazione di una pellicola di ossido di rame sulla superficie.

Tale film di ossido ha proprietà dielettriche, sebbene non siano eccezionali, ma questo potrebbe essere sufficiente per rompere il legame metallico. Di conseguenza, la connessione si surriscalda e prima o poi porterà alla bruciatura del contatto, che influirà immediatamente sulla qualità del legame metallico. Un motivo altrettanto comune è il fattore umano, motivo per cui dopo il lavoro di installazione è necessario misurare il legame metallico.

Perché controllare la connessione metallica?

Tenendo conto delle informazioni di cui sopra, è possibile indicare i seguenti motivi per verificare il legame metallico:

1. Monitoraggio della continuità del circuito di terra. Comprende sia le misurazioni elettriche che l'ispezione dei conduttori di protezione e di altri elementi di messa a terra per verificarne l'integrità.
2. Misura della resistenza dei contatti di transizione (eseguita tra l'impianto elettrico e l'elettrodo di terra), nonché i parametri generali del circuito.
3. Viene verificata la differenza di potenziale tra il corpo di un impianto elettrico collegato a terra e l'elettrodo di terra. Il test viene eseguito in modalità operativa e spento.

Come puoi vedere, lo scopo principale del test è misurare i parametri dei circuiti di messa a terra, poiché caratterizzano la qualità della connessione metallica e, di conseguenza, la sicurezza elettrica dell'installazione.

Tecnica di misurazione del legame metallico

In conformità con i requisiti del PUE, gli elementi metallici degli impianti elettrici sono soggetti a messa a terra. Le misurazioni della connessione metallica vengono effettuate tra il principale e l'elemento da controllare. Secondo le norme, la resistenza di contatto in una transizione dovrebbe essere di 0,01 Ohm ± 20%.

Se il misuratore conferma una buona connessione, viene testato il nodo successivo. Quando ci sono diverse transizioni tra l'elettrodo di terra e l'impianto elettrico messo a terra, la loro resistenza totale non deve superare 0,05 Ohm.

Se la resistenza supera i limiti consentiti, è necessario verificare lo stato dei contatti, pulirli, collegarli e rimisurare.

La maggior parte dei laboratori elettrici misura il legame del metallo secondo il seguente algoritmo:

1. Viene eseguita un'ispezione visiva dei contatti dei conduttori di messa a terra. Efficaci nella ricerca di un contatto "cattivo", dispositivi speciali - termocamere, consentono rapidamente di rilevare una connessione problematica.
2. I giunti saldati vengono testati per la resistenza applicando un carico meccanico.
3. Tutti gli elementi strutturali messi a terra sono testati per l'incollaggio dei metalli.
4. Controllo della presenza di corrente elettrica su elementi messi a terra.
5. I risultati ottenuti vengono registrati in un apposito protocollo.

La tecnica di misurazione di cui sopra ha dimostrato la sua efficacia.

Norme e regole

Secondo gli standard PUE, i conduttori di messa a terra, così come quelli utilizzati per l'equalizzazione potenziale, devono essere collegati in modo sicuro per garantire la continuità del circuito di terra. Allo stesso tempo, per i conduttori in acciaio è prescritta una connessione di saldatura, altri metodi di contatto sono consentiti solo se esiste protezione contro gli effetti distruttivi dell'aria. Quando si utilizzano connessioni bullonate, è necessario adottare misure adeguate per evitare l'allentamento della connessione di contatto.

Tutti i collegamenti del circuito di terra e del dispositivo messo a terra devono essere posizionati in modo tale da avere libero accesso, poiché è necessario eseguire un'ispezione per verificare la continuità del collegamento elettrico. Un'eccezione a questa regola sono i contatti sigillati.

Le Norme stabiliscono inoltre che per il contatto con i dispositivi di messa a terra possono essere realizzati collegamenti bullonati o saldati. Se i dispositivi degli impianti elettrici sono soggetti a forti vibrazioni o vengono spesso spostati in un altro luogo, viene utilizzato un cavo protettivo flessibile.

Informazioni più dettagliate su norme e regolamenti possono essere ottenute dal PUE (p. 1.7.).

Periodicità

Secondo le norme di PTEEP e PUE, i test di legame metallico vengono eseguiti secondo il programma stabilito dall'ufficio tecnico della struttura. Di norma, in questo caso, Table. 37 p.3.1 PTEEP, dove è stabilita la seguente frequenza di misurazione del legame metallico:

• Nei locali e nelle strutture appartenenti a una categoria di pericolo più elevata, le misurazioni delle resistenze transitorie nei circuiti di messa a terra dovrebbero essere eseguite annualmente, in altre circostanze - almeno una volta ogni tre anni.
• Per ascensori e attrezzature di sollevamento - 1 anno.
• Stufe elettriche fisse - 1 anno.

Di norma, il test del legame metallico viene eseguito insieme ad altri tipi di misurazioni elettriche (resistenza di isolamento, controllo dell'integrità del cablaggio elettrico, ecc.).

Inoltre, le misurazioni obbligatorie del legame metallico vengono eseguite nei seguenti casi:

1. Se sono state effettuate riparazioni o riattrezzature di apparecchiature elettriche.
2. Durante il test di nuove installazioni elettriche.
3. Dopo il lavoro di installazione.

Strumenti per misurare

Considerando che le misurazioni del legame metallico vengono eseguite a livello di centesimi di ohm, gli strumenti di misura convenzionali, ad esempio i multimetri, non sono adatti a questo scopo. Quando si effettuano misure di resistenza di terra, vengono utilizzati strumenti più accurati, sufficientemente sensibili da misurare resistenze di basso livello.

La maggior parte di questi dispositivi è dotata di funzioni aggiuntive, ad esempio il Metrel MI3123 mostrato in figura può anche misurare la conducibilità del suolo e la corrente di dispersione.

Fissare i risultati nel protocollo di misurazione

Tutti i risultati delle misurazioni vengono registrati in uno speciale rapporto di prova. I dati vengono registrati in una tabella, indicando il nome di ciascun composto esaminato. Il report fornisce inoltre informazioni sul numero di nodi ispezionati, sulla loro ubicazione e visualizza il valore massimo della resistenza totale dei contatti del circuito di protezione.

Se durante il processo di prova viene rilevata l'assenza di un legame metallico, le informazioni in merito devono essere registrate nel documento e contemporaneamente nell'allegato al protocollo (dichiarazione difettosa).

Brevemente sulla prevenzione.

Misurare regolarmente la messa a terra metallica non significa abbandonare la prevenzione. Per garantire la continuità dei circuiti di protezione, è necessario controllare periodicamente lo stato delle connessioni dei contatti e, se necessario, serrarle. È altrettanto importante pulire i contatti da polvere, pellicola di ossido e sporco.

Quando si rileva la presenza di tensione elettrica su uno degli elementi strutturali, è necessario prendersi cura della sua messa a terra di alta qualità. In caso contrario, aumenta il rischio di una situazione di emergenza.

Non vale la pena lesinare sul controllo della qualità del dispositivo di messa a terra di protezione, poiché le perdite possono diventare più costose rispetto al pagamento di una chiamata al laboratorio elettrico.

Viviamo in un mondo tridimensionale: lunghezza, larghezza e profondità. Alcuni potrebbero obiettare: "Ma per quanto riguarda la quarta dimensione: il tempo?" In effetti, anche il tempo è una dimensione. Ma la domanda sul perché lo spazio sia misurato in tre dimensioni è un mistero per gli scienziati. Una nuova ricerca spiega perché viviamo in un mondo 3D.

La questione del perché lo spazio sia tridimensionale ha tormentato scienziati e filosofi sin dai tempi antichi. In effetti, perché proprio tre dimensioni e non dieci o, diciamo, 45?

In generale, lo spazio-tempo è quadridimensionale (o 3+1 dimensionale): tre dimensioni formano lo spazio, la quarta dimensione è il tempo. Esistono anche teorie filosofiche e scientifiche sulla multidimensionalità del tempo, che suggeriscono che in realtà ci siano più dimensioni del tempo di quanto sembri: la freccia del tempo a noi familiare, diretta dal passato al futuro attraverso il presente, è solo una delle i possibili assi. Ciò rende possibili vari progetti di fantascienza, come il viaggio nel tempo, e crea anche una nuova cosmologia multivariata che consente l'esistenza di universi paralleli. Tuttavia, l'esistenza di ulteriori dimensioni temporali non è stata ancora scientificamente provata.

Torniamo alla nostra dimensione 3+1 dimensionale. Sappiamo bene che la misurazione del tempo è associata alla seconda legge della termodinamica, la quale afferma che in un sistema chiuso - come il nostro universo - l'entropia (una misura del caos) aumenta sempre. Il disordine universale non può diminuire. Pertanto, il tempo è sempre diretto in avanti e nient'altro.

In un nuovo articolo pubblicato su EPL, i ricercatori hanno suggerito che la seconda legge della termodinamica potrebbe anche spiegare perché lo spazio è tridimensionale.

“Un certo numero di ricercatori nel campo della scienza e della filosofia hanno affrontato il problema della natura (3 + 1)-dimensionale dello spazio-tempo, giustificando la scelta di questo particolare numero per la sua stabilità e la possibilità di sostenere la vita”, ha detto il coautore dello studio Julian Gonzalez-Ayala del National Polytechnic Institute in Messico e dell'Università di Salamanca in Spagna a Phys.org. “Il valore del nostro lavoro sta nel fatto che presentiamo un ragionamento basato su un modello fisico della dimensione dell'Universo con uno scenario spazio-temporale adeguato e ragionevole. Siamo i primi ad affermare che il numero "tre" nella dimensione dello spazio nasce come ottimizzazione di una grandezza fisica."

In precedenza, gli scienziati prestavano attenzione alla dimensione dell'Universo in connessione con il cosiddetto principio atropico: "Vediamo l'Universo così, perché solo in un tale Universo potrebbe sorgere un osservatore, una persona". La tridimensionalità dello spazio è stata spiegata dalla possibilità di mantenere l'Universo nella forma in cui lo osserviamo. Se ci fossero molte dimensioni nell'Universo, secondo la legge di gravità newtoniana, le orbite stabili dei pianeti e persino la struttura atomica della materia non sarebbero possibili: gli elettroni cadrebbero sui nuclei.

In questo studio, i ricercatori sono andati dall'altra parte. Hanno suggerito che lo spazio è tridimensionale a causa di una quantità termodinamica, la densità di energia libera di Helmholtz. In un universo pieno di radiazioni, questa densità può essere considerata come una pressione nello spazio. La pressione dipende dalla temperatura dell'universo e dal numero di dimensioni spaziali.

I ricercatori hanno mostrato cosa potrebbe accadere nella prima frazione di secondo dopo il Big Bang, chiamata epoca di Planck. Nel momento in cui l'Universo ha iniziato a raffreddarsi, la densità di Helmholtz ha raggiunto il suo primo massimo. Quindi l'età dell'Universo era una frazione di secondo e c'erano esattamente tre dimensioni spaziali. L'idea chiave dello studio è che lo spazio tridimensionale è stato "congelato" non appena la densità di Helmholtz ha raggiunto il suo valore massimo, che impedisce il passaggio ad altre dimensioni.

La figura seguente mostra come è successo. Sinistra - densità di energia liberaHelmholtz (e) raggiunge il suo valore massimo alla temperatura T = 0.93, che si verifica quando lo spazio era tridimensionale (n=3). S e U rappresentano rispettivamente densità di entropia e densità di energia interna. A destra, si mostra che la transizione alla multidimensionalità non avviene a temperature inferiori a 0,93, che corrisponde a tre dimensioni.

Ciò era dovuto alla seconda legge della termodinamica, che consente il passaggio a dimensioni superiori solo quando la temperatura è al di sopra del valore critico, non di un grado in meno. L'Universo è in continua espansione e le particelle elementari, i fotoni, stanno perdendo energia, quindi il nostro mondo si sta gradualmente raffreddando: ora la temperatura dell'Universo è molto più bassa del livello che implica una transizione da un mondo 3D a uno spazio multidimensionale.

I ricercatori spiegano che le dimensioni spaziali sono simili agli stati della materia e il passaggio da una dimensione all'altra ricorda una transizione di fase, come lo scioglimento del ghiaccio, che è possibile solo a temperature molto elevate.

"Durante il raffreddamento dell'universo primordiale e dopo aver raggiunto la prima temperatura critica, il principio dell'incremento di entropia per i sistemi chiusi potrebbe proibire alcuni cambiamenti nella dimensionalità", commentano i ricercatori.

Questa ipotesi lascia ancora spazio alle dimensioni superiori che esistevano durante l'era di Planck, quando l'universo era ancora più caldo di quanto non fosse alla temperatura critica.

Le dimensioni extra sono presenti in molti modelli cosmologici, principalmente nella teoria delle stringhe. Questo studio potrebbe aiutare a spiegare perché, in alcuni di questi modelli, le dimensioni extra sono scomparse o sono rimaste minuscole come lo erano nelle prime frazioni di secondo dopo il Big Bang, mentre lo spazio 3D continua a crescere in tutto l'universo osservabile.

In futuro, i ricercatori hanno in programma di migliorare il loro modello per includere ulteriori effetti quantistici che potrebbero essersi verificati nella prima frazione di secondo dopo il Big Bang. Inoltre, i risultati del modello aumentato possono anche servire da guida per i ricercatori che lavorano su altri modelli cosmologici, come la gravità quantistica.

Una persona che cammina in avanti si muove in una dimensione. Se salta in alto o cambia direzione a sinistra oa destra, padroneggerà altre due dimensioni. E dopo aver tracciato il suo percorso con l'aiuto di un orologio da polso, controllerà in pratica l'azione del quarto.

Ci sono persone che sono limitate da questi parametri del mondo che li circonda e non si preoccupano particolarmente di ciò che verrà dopo. Ma ci sono anche scienziati pronti ad andare oltre gli orizzonti del solito, trasformando il mondo nella loro enorme sandbox.

Il mondo oltre le quattro dimensioni

Secondo la teoria della multidimensionalità avanzata alla fine del XVIII e all'inizio del XIX secolo da Mobius, Jacobi, Plückher, Kelly, Riemann, Lobachevsky, il mondo non è affatto quadridimensionale. Era considerata una sorta di astrazione matematica, in cui non c'è un significato speciale, e la multidimensionalità è nata come attributo di questo mondo.

Particolarmente interessanti in questo senso sono le opere di Riemann, in cui la consueta geometria di Euclide è stata fatta un viaggio e ha mostrato quanto insolito possa essere il mondo delle persone.

Quinta Dimensione

Nel 1926 il matematico svedese Klein, nel tentativo di giustificare il fenomeno della quinta dimensione, fece l'ardita supposizione che una persona non sia in grado di osservarla perché è molto piccola. Grazie a questo lavoro sono apparsi interessanti lavori sulla struttura multidimensionale dello spazio, gran parte dei quali riguarda la meccanica quantistica ed è piuttosto difficile da capire.

Michio Kaku e la multidimensionalità dell'essere

Secondo i lavori di un altro scienziato americano di origine giapponese, il mondo umano ha molte più dimensioni di cinque. Propone un'interessante analogia con le carpe che nuotano dentro. Per loro c'è solo questo stagno, ci sono tre dimensioni in cui possono muoversi. E non capiscono che appena sopra il bordo dell'acqua si apre un nuovo mondo inesplorato.

Quindi una persona non può conoscere il mondo al di fuori del suo "stagno", ma in realtà può esserci un numero infinito di dimensioni. E questa non è solo una ricerca intellettuale estetica di uno scienziato. Alcune caratteristiche fisiche del mondo conosciute dall'uomo, la gravità, le onde luminose, la distribuzione dell'energia, presentano alcune incongruenze e stranezze. È impossibile spiegarli dal punto di vista del solito mondo quadridimensionale. Ma se aggiungi qualche altra dimensione, tutto va a posto.

Una persona non può coprire tutte le dimensioni disponibili con i suoi sensi. Tuttavia, il fatto che esistano è già un fatto scientifico. E puoi lavorare con loro, imparare, identificare schemi. E, forse, un giorno una persona imparerà a capire quanto sia enorme, complesso e interessante il mondo che lo circonda.