a4112
| 12 |
|---|
(151)
فاصله: اتجاه الفضاء-الزمن.
** ...**في عالم الأبعاد 2، أعتبرنا الأشياء الهندسية حروفًا. وفي عالم الأبعاد 3، أعتبرناها "يدًا يمينًا" و"يدًا يسارًا".
تم تشبه الهياكل ذات الأبعاد الأربعة بـ"هولوغرامات حية".
**...**ما الذي يمكن أن يكون هيئة ذات خمسة أبعاد، أو عشرة أبعاد؟ أحيانًا أحسد الله، أليس كذلك؟
**...**يجب أن يضحك وهو ينظر إلى هياكلنا المُهمَلة ذات الأبعاد الأربعة.
**...**لكن الفيزيائي النظري، وحتى الرياضياتي، ليس شيئًا سوى هيئة ذات أبعاد أربعة موجهة. إذا لم يكونوا موجهين هكذا، لما استطاعوا التمييز بين الماضي والمستقبل، ولا بين اليمين واليسار.
**...**الكون ككل هو هيئة ذات أبعاد أربعة. دعونا نتخيله كشيء مغلق، له طوبولوجيا كروية محليًا. دع t يمثل الزمن. في لحظة معينة، يمكننا إجراء قطع، وهو سطح فائق ثلاثي الأبعاد. إذا كان هذا السطح هو كرة S3، فإن الزمن له معنى. يمر متجه الزمن عبر هذا السطح، ولا نحصل على حالة متناقضة.
**...**لنخفف عدد الأبعاد. تخيل عالمًا مغلقًا ذا بعدين، نوعًا من الفضاء-الزمن (x، y، t).
**...**يمكننا قطعه عند t = ثابت، فنحصل بذلك على كائن هندسي بحجم 3 - 1 = 2: سطح بعدين. في أي نقطة، يمثل المتجه العادي الموجه سهم الزمن.
إذا كان هذا الفضاء-الزمن يمكن توجيهه في الزمن (نفترض أنه مغلق)، فإن الفضاء هو كرة S2:
(152)
**...**لكن افترض أن السطح الذي يمثل الفضاء هو سطح ذو جانب واحد. خذ على سبيل المثال سطح بوي (وهو سطح مغلق ذو جانب واحد. انظر القسم "الرياضيات" في الموقع).
(153)
يمكنك بناء واحد عن طريق لصق شرائط موبيوس معًا. سأعرض لك واحدًا:
(154)
تعرف أنك لا تستطيع تحديد متجه عادي موجه:
(155)
**...**الغطاء ذو الورقتين لسطح بوي هو كرة S2. إذا أعتبرنا فضاء-زمننا ذا الأبعاد الثلاثة كمجموعة من الكرات S2، مُوزَّعة كدمى روسية، كل واحدة تتوافق مع قيمة معينة من زمن كوني t، فيمكننا تصور (بصعوبة) نوعًا معينًا من فضاء-زمن حيث يمكن تجميع النقاط المقابلة. كانت هذه هي الهيكلية الطوبولوجية المقترحة في المقال:
جان-بيير بيت: "مشكلة الكتلة المفقودة". Il nuovo Cimento B، المجلد 109، يوليو 1994، ص 697-710.
**...**ثم نحن نعلم أن النقاط المقابلة، التي تقع على "محيط" كرة، يمكن ترتيبها كغطاء ذو ورقتين لشريط موبيوس:
(156)
نرى بذلك كيف يتم توصيل مناطق الفضاء المقابلة بسهام زمنية معاكسة.
(157)
**...**بالمقابل، نرى كيف سيتوصَّل الأشياء المتشابهة بشكل عكسي.
**...**الفضاء هو سطح فائق ذي أبعاد أربعة. إذا استطعنا تحديد زمن كوني t، فيمكننا إجراء قطعات عند t = ثابت، وهذه القطعات هي فضاءات ذات أبعاد ثلاثية. إذا كان الفضاء مغلقًا، فيمكننا اعتباره كرة S3، والتي يمكن تمثيلها كغطاء ذو ورقتين لفضاء مشروع P3 (المساواة لسطح بوي في الأبعاد الثلاثة). سيؤدي هذا الإجراء إلى تفاعل مناطق ذات سهام زمنية معاكسة.
فهرس نظرية المجموعات الديناميكية
النسخة الأصلية (الإنجليزية)
a4112
| 12 |
|---|
(151)
A parenthesis : Space-time orientation.
** ...**In 2d's world we assimilated geometrical objects to letters. In 3d's world they were assimilated to "right hand" and "left hand".
Four-dimensional structures were assimilated to animated holograms.
**...**What the hell could be a five-dimensional structure, or a ten dimensional one ? Sometimes I envy God, don't you?
**...**He must laugh, looking at our miserable four dimensional structures.
**...**But a theoretical physicist, and even a mathematician, are nothing but oriented four dimensional structures. If they were not, they could not distinguish past from future, and the right from the left.
**...**The universe, as a whole, is a four dimensional structure. Let us think about it as a closed object, with locally spherical topology. Call t the time. At a given time we can make a cut, which is a 3d hypersurface.If this last is a hypersphere S3, time makes sens. The vector time crosses this hypersurface and we get no paradoxical situation.
**...**Let us reduce the number of dimensions. Imagine a closed two dimensional world, some sort of space time (x,y,t).
**...**We can cut it at t = constant, then we get a geometrical object whose dimension is 3 - 1 = 2 : a 2d surface. At any point the oriented normal vector figures the arrow of time.
If this space-time can be oriented in time ( we suppose it is closed ) at given time, space is a S2 sphere :
(152)
**...**But suppose the surface representing space is single-sided. Take a Boy surface, for an example ( which is a closed single-sided surface. See the section "Mathematics" of the site ).
(153)
You can build a one just gluying Mbius strips together. I show a one :
(154)
You know that you cannot define an oriented normal vector :
(155)
**...**The two folds cover of a Boy's surface is a sphere S2. If we assimilate our three dimensional space-time to a sets of spheres S2, arranged like russian dolls, each corresponding to a given value of a cosmic time t, we can think (hardly ) to some sort of space-time where antipodal points could be put together. That was the topological structure suggested in the paper :
Jean-Pierre Petit : "The missing mass problem". Il nuovo Cimento B, vol. 109, july 1994, pp. 697-710.
**...**Then we know that antipodal points, located on an "equator" of a sphere can be arranged as the two-folds cover of a Mbius strip :
(156)
We see how this conjugates space-antipodal regions with opposite time's arrows.
(157)
**...**By the way, we see how it would conjugate enantiomorphic objects.
**...**Space is a four dimensional hypersurface. If we can define a cosmic time t, we can make cuts at t = constant and these cuts are 3d spaces. If space is closed, we could assimilate it to a S3 sphere, which can be shaped as the two folds cover of a projective space P3 ( the equivalent of a Boy's surface, in 3d ). This operation would put opposite time's arrow regions into interaction.