V koľkých dimenziách žijeme. Štvrtá dimenzia

Štandardný vedecký koncept hovorí, že žijeme v trojrozmernom svete, ktorý má dĺžku, šírku a výšku. Niekedy sa k trom pridá aj štvrtý rozmer – čas ... Medzitým existujú rôzne teórie, ktoré „pridávajú“ dimenzie vesmíru. Len ich autormi väčšinou nie sú vedci, ale autori vedecko-fantastických kníh a filmov.

Termín vytvoril spisovateľ Samuel Delaney. Upozornil na fakt, že v mnohých fantastických dielach hrdinovia opúšťajú svoj „rodný“ svet a ocitnú sa v inej dimenzii.

Delaney naznačil, že parapriestor môže skutočne existovať. Pritom to ovplyvňuje náš svet. Keď zažívame pocity „iného sveta“, vidíme alebo počujeme niečo, čo v našej realite neexistuje, môžu to byť ozveny „parapriestoru“, inými slovami, paralelného sveta. Aj keď je to možno aj v rámci našej dimenzie...

rovina

Toto je svet pozostávajúci iba z dvoch dimenzií, opísaný v roku 1884 ministrom a vedcom Edwinom Abbottom v knihe, ktorú napísal. Jej hlavnou postavou je štvorec. Vo svete, kde žije, platí, že čím viac faziet a uhlov má jednotlivec, tým vyššie je jeho sociálne postavenie.

V plochom svete nie je slnko ani hviezdy. Raz za tisícročie sa niekto z obyvateľov trojrozmerného sveta dostane do Flatlandu. Obyvatelia Flatlandu však nie sú pripravení veriť v existenciu tretej dimenzie... Abbottova práca je však skôr satirou na viktoriánske Anglicko ako sci-fi románom.

"Super Sargasové more"

Opisuje ho známy spisovateľ a výskumník paranormálnych javov Charles Fort. Tvrdí, že existuje „špeciálna“ dimenzia, kde končia všetky veci, ktoré v našom svete miznú. Niekedy sa odtiaľ môžu „vrátiť“ a potom sa znova objaviť... Takto možno vysvetliť fenomén dažďov zo zvierat a neživých predmetov, ktoré sa odohrávajú na rôznych miestach zemegule. Mimochodom, po štúdiu geografie Fort dospel k záveru, že „Super-Sargasso more“ sa rozprestiera od Veľkej Británie po Indiu.

L-priestor

Tento termín vytvoril spisovateľ Terry Pratchett. L-priestor je špeciálna dimenzia, ktorá je knižnicou. Nie však v bežnom zmysle, ale v zmysle globálneho informačného poľa. Nájdete tam všetky knihy, ktoré kedy boli napísané, ktoré budú napísané, a napokon aj tie, ktoré boli len vymyslené, ale nikdy napísané... Niektoré knihy môžu byť nebezpečné, preto treba v L-priestore dodržiavať určité pravidlá. .. Iba starší knihovníci sú oboznámení so všetkými pravidlami.

hyperpriestor

Tento výraz sa používa v mnohých sci-fi dielach. Znamená to niečo ako tunel, cez ktorý sa dá cestovať do iných dimenzií rýchlejšie ako je rýchlosť svetla.

Prvýkrát túto myšlienku vyslovil snáď už v roku 1634 Johannes Kepler v knihe „Somnium“. Jej postavy sa musia dostať na ostrov, ktorý sa nachádza 80-tisíc kilometrov nad zemou. Cestu tam môžu otvoriť iba démoni, ktorí používajú ópium na uspávanie cestujúcich a potom ich dopravia na miesto určenia pomocou sily zrýchlenia, ktorá im podlieha.

Vrecká vesmíru

Fyzik z MIT Alan Gut predložil hypotézu kozmickej inflácie. Jednou z jej hlavných myšlienok je, že náš vesmír sa neustále rozpína ​​a pri rozpínaní vzniká čoraz väčší počet časopriestorových „vreciek“ – autonómnych vesmírov, z ktorých každý má svoje fyzikálne zákony.

Teória desiatich dimenzií

Táto teória, nazývaná aj teória superstrun, nemá tri alebo štyri dimenzie, ale oveľa viac. Aspoň desať. Všetky môžu ovplyvniť náš svet, hoci ich nevidíme a väčšinou ani nevnímame.

Piata dimenzia existuje, akoby paralelne s našou, to je to, čo nazývame „paralelný svet“. Šiesta je rovina, na ktorej existujú všetky vesmíry, ako je ten náš. Siedmy sú svety, ktoré vznikli za podmienok podstatne odlišných od našich.

Ôsma je dimenzia, kde sú „uložené nekonečné dejiny svetov v siedmej dimenzii“. V deviatom sú svety, ktorých fyzikálne zákony sa líšia od našich. Nakoniec, desiata dimenzia obsahuje toto všetko spolu. Takže viac ako desať dimenzií si ľudská myseľ jednoducho nedokáže predstaviť...

Prítomnosť ochranného uzemnenia je jednou z hlavných požiadaviek na elektrickú bezpečnosť. Spoľahlivosť uzemňovacích prvkov kontrolujú špecialisti elektrického laboratória meraním kovovej väzby. Podľa súčasných pravidiel a predpisov je takáto kontrola povinná, ak zariadenie vykonalo opravy elektrického zariadenia, dodatočné vybavenie alebo inštalačné práce. Čo sa skrýva pod pojmom „kovová väzba“ a prečo sa meria, si podrobne popíšeme v tejto publikácii.

Čo je to "kovová väzba"?

Pod týmto pojmom je zvykom rozumieť spojenie (elektrický obvod) tvorené elektrickou inštaláciou a uzemňovacou elektródou. Hlavnou požiadavkou na kovovú komunikáciu je kontinuita uzemňovacieho obvodu. Porušenie tohto stavu ohrozuje vytvorenie vysokého potenciálového rozdielu v obvodoch elektrickej inštalácie, ktorý je ohrozením života a môže viesť k poruche zariadenia.

V priebehu času môže dôjsť k zvýšeniu prechodových odporov v uzemňovacom obvode, čo vedie k vzniku defektov kovových spojov, pozrime sa na podstatu tohto javu.

Čo spôsobilo zvýšenie prechodového odporu?

Pod prechodnými kontaktmi sa rozumie kontaktovanie kovových prvkov. Nie je možné dosiahnuť ich dokonalé vyleštenie, napriek tomu budú na povrchu tuberkulózy a mikroskopické jamky. Plocha kontaktných plôch sa mení pod vplyvom rôznych vonkajších faktorov (teplota, lisovacia sila, povrchové znečistenie atď.), čo vedie k zvýšeniu kontaktného odporu. Fotografie medeného kontaktu nižšie, urobené pomocou elektrónového mikroskopu, ukazujú tvorbu filmu oxidu medi na povrchu.

Takýto oxidový film má dielektrické vlastnosti, aj keď nie sú skvelé, ale môže to stačiť na prerušenie väzby kovu. V dôsledku toho sa spojenie zahreje a skôr alebo neskôr povedie k vyhoreniu kontaktu, čo okamžite ovplyvní kvalitu kovovej väzby. Rovnako častým dôvodom je ľudský faktor, preto je po montážnych prácach potrebné premerať kovovú väzbu.

Prečo kontrolovať kovové spojenie?

Berúc do úvahy vyššie uvedené informácie, je možné uviesť nasledujúce dôvody na kontrolu kovového spojenia:

1. Monitorovanie kontinuity uzemňovacieho okruhu. Zahŕňa elektrické merania a kontrolu celistvosti ochranných vodičov a iných uzemňovacích prvkov.
2. Meranie odporu prechodových kontaktov (vykonávané medzi elektroinštaláciou a uzemňovacou elektródou), ako aj všeobecných parametrov obvodu.
3. Skontroluje sa potenciálny rozdiel medzi telesom uzemnenej elektrickej inštalácie a uzemňovacej elektródy. Test sa vykonáva v prevádzkovom režime a vypnutom.

Ako vidíte, hlavným účelom testu je zmerať parametre uzemňovacích obvodov, pretože charakterizujú kvalitu kovového spojenia, a teda elektrickú bezpečnosť inštalácie.

Technika merania kovovej väzby

V súlade s požiadavkami PUE sú kovové prvky elektrických inštalácií predmetom uzemnenia. Merania kovového spojenia sa vykonávajú medzi hlavným a kontrolovaným prvkom. Podľa noriem by mal byť prechodový odpor v jednom prechode 0,01 Ohm ± 20%.

Ak glukomer potvrdí dobré spojenie, otestuje sa ďalší uzol. Keď je medzi uzemňovacou elektródou a uzemnenou elektroinštaláciou niekoľko prechodov, ich celkový odpor by nemal presiahnuť 0,05 Ohm.

Ak odpor prekročí povolené limity, mali by ste skontrolovať stav kontaktov, vyčistiť ich, pripojiť a znova zmerať.

Väčšina elektrických laboratórií meria spojovanie kovov podľa nasledujúceho algoritmu:

1. Vykoná sa vizuálna kontrola kontaktov uzemňovacích vodičov. Účinné pri hľadaní "zlého" kontaktu, špeciálne zariadenia - termokamery, rýchlo umožňujú odhaliť problematické spojenie.
2. Pevnosť zváraných spojov sa testuje mechanickým zaťažením.
3. Všetky uzemnené konštrukčné prvky sú testované na kovové lepenie.
4. Kontrola prítomnosti elektrického prúdu na uzemnených prvkoch.
5. Získané výsledky sa zaznamenávajú do špeciálneho protokolu.

Vyššie uvedená meracia technika preukázala svoju účinnosť.

Normy a pravidlá

Podľa noriem PUE musia byť uzemňovacie vodiče, ako aj vodiče používané na vyrovnanie potenciálu, bezpečne pripojené, aby sa zabezpečila kontinuita uzemňovacieho obvodu. Súčasne je pre oceľové vodiče predpísané zváracie spojenie, iné spôsoby kontaktu sú povolené len vtedy, ak existuje ochrana pred ničivými účinkami vzduchu. Pri použití skrutkových spojov sa musia prijať vhodné opatrenia, aby sa zabránilo uvoľneniu kontaktného spojenia.

Všetky pripojenia uzemňovacieho obvodu a uzemneného zariadenia musia byť umiestnené tak, aby mali voľný prístup, pretože je potrebné vykonať kontrolu, aby sa skontrolovala kontinuita elektrického pripojenia. Výnimkou z tohto pravidla sú zapečatené kontakty.

Pravidlá tiež uvádzajú, že pre kontakt s uzemňovacími zariadeniami môžu byť vytvorené skrutkové alebo zvárané spojenia. Ak sú zariadenia elektrických inštalácií vystavené silným vibráciám alebo sa často presúvajú na iné miesto, použije sa pružný ochranný drôt.

Podrobnejšie informácie o pravidlách a nariadeniach možno získať na PUE (s. 1.7.).

Periodicita

Podľa noriem PTEEP a PUE sa testovanie kovovej väzby vykonáva podľa harmonogramu určeného technickým oddelením zariadenia. Spravidla je v tomto prípade tabuľka. 37 s.3.1 PTEEP, kde je stanovená nasledovná frekvencia merania kovových väzieb:

• V priestoroch a zariadeniach patriacich do vyššej kategórie nebezpečenstva by sa merania prechodových odporov v uzemňovacích obvodoch mali vykonávať ročne, za iných okolností najmenej raz za tri roky.
• Pre zdvíhacie a zdvíhacie zariadenia - 1 rok.
• Stacionárne elektrické sporáky - 1 rok.

Testovanie kovovej väzby sa spravidla vykonáva v spojení s inými typmi elektrických meraní (izolačný odpor, kontrola integrity elektrického vedenia atď.).

Okrem toho sa povinné merania spájania kovov vykonávajú v nasledujúcich prípadoch:

1. Ak boli vykonané opravy alebo opätovné vybavenie elektrického zariadenia.
2. Pri skúšaní nových elektroinštalácií.
3. Po inštalačných prácach.

Prístroje na meranie

Vzhľadom na to, že merania kovovej väzby sa vykonávajú na úrovni stotín ohmu, bežné meracie prístroje, napríklad multimetre, nie sú na tento účel vhodné. Pri meraní zemného odporu sa používajú presnejšie prístroje, dostatočne citlivé na meranie nízkych odporov.

Väčšina týchto zariadení je vybavená ďalšími funkciami, napríklad Metrel MI3123 zobrazený na obrázku dokáže merať aj vodivosť pôdy a zvodový prúd.

Upevnenie výsledkov v protokole merania

Všetky výsledky merania sú zaznamenané v špeciálnom protokole o skúške. Dáta sú zaznamenané v tabuľke s uvedením názvu každej skúmanej zlúčeniny. Správa tiež poskytuje informácie o počte kontrolovaných uzlov, ich umiestnení a zobrazuje maximálnu hodnotu celkového odporu kontaktov ochranného obvodu.

Ak sa pri procese skúšania zistí neprítomnosť kovovej väzby, je potrebné túto informáciu zaznamenať do dokladu a zároveň do prílohy protokolu (závada).

Stručne o prevencii.

Pravidelné meranie kovového uzemnenia neznamená opustenie prevencie. Na zabezpečenie kontinuity ochranných obvodov je potrebné pravidelne kontrolovať stav kontaktov a v prípade potreby ich dotiahnuť. Rovnako dôležité je očistiť kontakty od prachu, oxidového filmu a nečistôt.

Pri detekcii prítomnosti elektrického napätia na jednom z konštrukčných prvkov je potrebné postarať sa o jeho kvalitné uzemnenie. V opačnom prípade sa zvyšuje riziko mimoriadnej situácie.

Nestojí za to šetriť na kontrole kvality ochranného uzemňovacieho zariadenia, pretože straty môžu byť nákladnejšie ako platba za volanie do elektrického laboratória.

Žijeme v trojrozmernom svete: dĺžka, šírka a hĺbka. Niekto môže namietať: "Ale čo štvrtý rozmer - čas?" Skutočne, čas je tiež dimenzia. Ale otázka, prečo sa priestor meria v troch rozmeroch, je pre vedcov záhadou. Nový výskum vysvetľuje, prečo žijeme v 3D svete.

Otázka, prečo je priestor trojrozmerný, trápila vedcov a filozofov už od staroveku. Naozaj, prečo práve tri rozmery, a nie desať alebo, povedzme, 45?

Vo všeobecnosti je časopriestor štvorrozmerný (alebo 3+1-rozmerný): tri dimenzie tvoria priestor, štvrtá dimenzia je čas. Existujú aj filozofické a vedecké teórie o mnohorozmernosti času, ktoré naznačujú, že v skutočnosti existuje viac dimenzií času, ako sa zdá: šípka času, ktorá je nám známa, smerujúca z minulosti do budúcnosti cez prítomnosť, je len jednou z možné osi. To umožňuje rôzne sci-fi projekty, ako je cestovanie v čase, a tiež vytvára novú, mnohorozmernú kozmológiu, ktorá umožňuje existenciu paralelných vesmírov. Existencia ďalších časových dimenzií však zatiaľ nebola vedecky dokázaná.

Vráťme sa k našej 3+1-rozmernej dimenzii. Dobre vieme, že meranie času je spojené s druhým termodynamickým zákonom, ktorý hovorí, že v uzavretom systéme – akým je náš vesmír – entropia (miera chaosu) vždy narastá. Univerzálna porucha sa nemôže znížiť. Preto čas smeruje vždy dopredu – a nič iné.

V novom článku publikovanom v EPL výskumníci navrhli, že druhý termodynamický zákon by mohol tiež vysvetliť, prečo je priestor trojrozmerný.

„Mnoho výskumníkov v oblasti vedy a filozofie sa zaoberalo problémom (3 + 1)-rozmernej povahy časopriestoru, pričom výber tohto konkrétneho čísla odôvodňovali jeho stabilitou a možnosťou udržania života,“ povedal. spoluautor štúdie Julian Gonzalez-Ayala z Národného polytechnického inštitútu v Mexiku a University of Salamanca v Španielsku na Phys.org. „Hodnota našej práce spočíva v tom, že prezentujeme úvahy založené na fyzickom modeli dimenzie Vesmíru s vhodným a primeraným časopriestorovým scenárom. Ako prví uvádzame, že číslo „tri“ v dimenzii priestoru vzniká ako optimalizácia fyzikálnej veličiny.“

Predtým vedci venovali pozornosť rozmerom Vesmíru v súvislosti s takzvaným atropickým princípom: "Vesmír vidíme takto, pretože len v takom Vesmíre mohol vzniknúť pozorovateľ, človek." Trojrozmernosť priestoru bola vysvetlená možnosťou zachovania vesmíru v podobe, v akej ho pozorujeme. Ak by bolo vo Vesmíre veľa dimenzií, podľa Newtonovho gravitačného zákona by neboli možné stabilné dráhy planét a dokonca ani atómová štruktúra hmoty: elektróny by dopadli na jadrá.

V tejto štúdii sa vedci vydali inou cestou. Navrhli, že priestor je trojrozmerný vďaka termodynamickej veličine, Helmholtzovej hustote voľnej energie. Vo vesmíre naplnenom žiarením možno túto hustotu považovať za tlak vo vesmíre. Tlak závisí od teploty vesmíru a od počtu priestorových rozmerov.

Vedci ukázali, čo sa môže stať v prvom zlomku sekundy po Veľkom tresku, nazývanom Planckova epocha. V momente, keď sa vesmír začal ochladzovať, Helmholtzova hustota dosiahla svoje prvé maximum. Potom bol vek vesmíru zlomok sekundy a existovali presne tri priestorové dimenzie. Kľúčovou myšlienkou štúdie je, že trojrozmerný priestor bol „zmrazený“ hneď, ako Helmholtzova hustota dosiahla svoju maximálnu hodnotu, čo znemožňuje prechod do iných dimenzií.

Obrázok nižšie ukazuje, ako sa to stalo. Vľavo - hustota voľnej energieHelmholtz (e) dosahuje svoju maximálnu hodnotu pri teplote T = 0,93, ku ktorej dochádza, keď bol priestor trojrozmerný (n = 3). S a U predstavujú hustoty entropie a hustoty vnútornej energie. Vpravo je znázornené, že prechod do multidimenzionality nenastáva pri teplotách pod 0,93, čo zodpovedá trom rozmerom.

Spôsobil to druhý termodynamický zákon, ktorý umožňuje prechody do vyšších dimenzií len vtedy, keď je teplota nad kritickou hodnotou – ani o stupeň menej. Vesmír sa neustále rozširuje a elementárne častice, fotóny, strácajú energiu – preto sa náš svet postupne ochladzuje: Teraz je teplota vesmíru oveľa nižšia ako úroveň, ktorá predpokladá prechod z 3D sveta do viacrozmerného priestoru.

Vedci vysvetľujú, že priestorové rozmery sú podobné stavom hmoty a prechod z jednej dimenzie do druhej pripomína fázový prechod – napríklad topenie ľadu, ktorý je možný len pri veľmi vysokých teplotách.

„Počas ochladzovania raného vesmíru a po dosiahnutí prvej kritickej teploty by princíp zvýšenia entropie pre uzavreté systémy mohol zakázať určité zmeny v rozmeroch,“ komentujú vedci.

Tento predpoklad stále ponecháva priestor pre vyššie dimenzie, ktoré existovali počas Planckovej éry, keď bol vesmír ešte teplejší ako pri kritickej teplote.

Extra dimenzie sú prítomné v mnohých kozmologických modeloch, predovšetkým v teórii strún. Táto štúdia by mohla pomôcť vysvetliť, prečo v niektorých z týchto modelov extra dimenzie zmizli alebo zostali také malé, ako boli v prvých zlomkoch sekundy po Veľkom tresku, zatiaľ čo 3D priestor naďalej rastie v celom pozorovateľnom vesmíre.

V budúcnosti výskumníci plánujú vylepšiť svoj model tak, aby zahŕňal ďalšie kvantové efekty, ktoré sa mohli vyskytnúť v prvom zlomku sekundy po Veľkom tresku. Okrem toho môžu výsledky rozšíreného modelu slúžiť aj ako návod pre výskumníkov pracujúcich na iných kozmologických modeloch, ako je napríklad kvantová gravitácia.

Človek kráčajúci vpred sa pohybuje v jednej dimenzii. Ak vyskočí alebo zmení smer doľava alebo doprava, ovládne ďalšie dve dimenzie. A keď sledoval svoju cestu pomocou náramkových hodiniek, v praxi skontroluje činnosť štvrtého.

Sú ľudia, ktorých tieto parametre okolitého sveta obmedzujú a nestarajú sa o to, čo bude ďalej. Existujú však aj vedci, ktorí sú pripravení ísť za obzory zvyčajného a premeniť svet na svoje vlastné obrovské pieskovisko.

Svet za hranicami štyroch dimenzií

Podľa teórie multidimenzionality, ktorú na konci osemnásteho a začiatku devätnásteho storočia predložili Mobius, Jacobi, Plückher, Kelly, Riemann, Lobačevskij, svet vôbec nie je štvorrozmerný. Bolo to považované za druh matematickej abstrakcie, v ktorej neexistuje žiadny zvláštny význam a multidimenzionálnosť vznikla ako atribút tohto sveta.

V tomto zmysle sú obzvlášť zaujímavé diela Riemanna, v ktorých sa obvyklá geometria Euklida urobila výletom a ukázala, aký neobvyklý môže byť svet ľudí.

Piata dimenzia

V roku 1926 švédsky matematik Klein v snahe ospravedlniť fenomén piatej dimenzie vyslovil odvážny predpoklad, že ju človek nie je schopný pozorovať, pretože je veľmi malá. Vďaka tejto práci sa objavili zaujímavé práce o viacrozmernej štruktúre priestoru, z ktorých veľká časť súvisí s kvantovou mechanikou a je dosť ťažké ju pochopiť.

Michio Kaku a multidimenzionálnosť bytia

Podľa prác iného amerického vedca japonského pôvodu má ľudský svet oveľa viac rozmerov ako päť. Predkladá zaujímavé prirovnanie k plávajúcim kaprom. Pre nich je tu len toto jazierko, sú tri dimenzie, v ktorých sa môžu pohybovať. A nechápu, že tesne nad vodnou hladinou sa otvára nový neprebádaný svet.

Človek teda nemôže poznať svet mimo svojho „rybníka“, no v skutočnosti môže existovať nekonečné množstvo dimenzií. A nejde len o estetický intelektuálny výskum vedca. Niektoré fyzikálne črty sveta známe človeku, gravitácia, svetelné vlny, rozloženie energie, majú určité nezrovnalosti a zvláštnosti. Nie je možné ich vysvetliť z pohľadu bežného štvorrozmerného sveta. Ale ak pridáte niekoľko ďalších rozmerov, všetko zapadne na svoje miesto.

Človek nemôže svojimi zmyslami pokryť všetky dimenzie, ktoré má k dispozícii. To, že existujú, je však už vedecký fakt. A môžete s nimi pracovať, učiť sa, identifikovať vzory. A možno sa jedného dňa človek naučí pochopiť, aký obrovský, zložitý a zaujímavý je svet okolo neho.