Würde eine Explosion oder Energieentladung in andere räumliche Dimensionen vordringen?

Es gibt keine bekannte vierte räumliche Dimension, also ist alles, was wir sagen, Spekulation. Tatsächlich ist es eine philosophische Frage , ob es überhaupt Dimensionen gibt oder nicht. Auf der tiefsten Ebene ist nicht klar, ob Dimensionen tatsächlich existieren oder ob wir das Konzept erfunden haben, um der Welt, die wir erleben, einen Sinn zu geben.

Wenn also etwas die 4. räumliche Dimension genannt werden sollte, müsste es genau zu dem passen, was wir die ersten 3 Dimensionen genannt haben. Andernfalls würde es eine Sonderbehandlung in einer Weise erhalten, in der wir die ersten 3 Dimensionen nicht angeben. Wenn es eine 4. räumliche Dimension gäbe, würden wir erwarten, dass sich Explosionen in diese hinein ausbreiten.

Warnung an Laien: Höhere Mathematik voraus!

Warnung an Mathematiker: Unglaubliche Vereinfachung der fortgeschrittenen Mathematik voraus!

Unsere räumlichen Dimensionen bilden eine differenzierbare Mannigfaltigkeit . Mannigfaltigkeit ist ein sehr ausgefallener Topologiebegriff für einen zusammenhängenden Raum, der lokal euklidisch aussieht. Die Erdoberfläche ist eine Mannigfaltigkeit. Während die Erde als Ganzes deutlich gekrümmt ist (es ist eine Kugel), sieht sie "lokal" aus wie eine flache Ebene. Deshalb kommen Flat Earther mit so vielen Argumenten durch: Betrachtet man nur einen kleinen Ausschnitt der Erde, ist sie fast flach. Ebenso kann ein Band eine Mannigfaltigkeit definieren. Egal, wie sehr Sie es drehen und wenden, lokal gibt es immer eine Ebene, die durch den Schuss und das Gewebe entsteht.

Der zweite Teil unseres ausgefallenen Topologiebegriffs ist differenzierbar. Auf der technischsten Ebene bedeutet dies, dass Sie Kalkül damit machen können, aber auf einer netten, leicht verständlichen Ebene bedeutet dies, dass die Dinge "glatt" sind und wir darüber sprechen können, dass sie sich im Laufe der Zeit ändern. Wenn Ihre Explosion losgeht, scheint es sehr plötzlich zu sein, aber wenn Sie es auf viel kleineren Zeitskalen betrachten, sehen Sie, dass die Explosion im Laufe der Zeit sehr sanft anwächst.

Schluss mit fortgeschrittener Mathematik.

Die Bewegungsgleichungen, die wir verwenden, um Dinge wie Explosionen zu beschreiben, neigen dazu, einige zufällige Partikelbewegungen zu haben. Wenn die Explosion Luftmoleküle in der Nähe des Sprengstoffs erhitzt, beginnen sie sich schnell zu bewegen und kollidieren mit langsameren Luftmolekülen außerhalb der Explosion, übertragen Energie und erhöhen so die Temperatur. Diese Kollisionen streuen die Moleküle in alle räumlichen Dimensionen in zufällige Richtungen.

Wenn wir also sehen würden, dass es eine 4. Dimension gibt, würden wir erwarten, dass diese Kollisionen in alle 4 Dimensionen zerstreut werden, nicht nur in 3, weil es in dieser 4. Dimension nichts Privilegiertes geben würde. Energie würde sich darin genauso ausbreiten.

Infolgedessen würden Sie feststellen, dass die Kraft der Explosion schneller abnimmt als in unserem normalen 3-Raum. Wir können uns die Kraft einer Explosion als auf der Oberfläche einer Kugel vorstellen, wenn sich diese Kugel ausdehnt. Die Oberfläche einer Kugel vergrößert sich um das Quadrat des Radius, dh wenn sich die Kugel um das 10-fache im Radius ausdehnt, vergrößert sich ihre Oberfläche auf das 100-fache. Die Energiemenge bleibt konstant (wir zünden nur so viele Sprengstoffe), was bedeutet, dass die Energie, die einen beliebigen Teil der Kugel trifft, um das 100-fache abnimmt. Aus diesem Grund ist eine Explosion aus der Nähe tödlich, wird aber aus der Ferne überlebensfähig.

Wenn wir 4 Dimensionen hätten, würde sich die Explosion auf einer 4-D-Hypersphäre statt auf einer 3-D-Kugel ausdehnen. In diesem Fall würde sich die Oberfläche der Hypersphäre um die dritte Potenz des Radius verringern. Dieser fällt viel schneller ab, sodass Sprengstoff auf Distanz weniger nützlich wäre. Beachten Sie, dass wir dies bei empirischen Tests nicht beobachten, weshalb wir nicht glauben, dass es eine 4. räumliche Dimension gibt (oder zumindest, wenn es eine gibt, ist sie kompliziert und kontraintuitiv ) .

Möglichkeiten, wie sich dies ändern kann

Es gibt ein paar Eckfälle, die es wert sind, in Betracht gezogen zu werden. Der eine ist der Fall, wo alles , was wir sind, eigentlich ein großer Stab ist, der sich in die 4. Dimension erstreckt. Das bedeutet, dass der 4-D-Raum sich so verhält, als wäre er ein 3-D-Raum. Dies ist jedoch wahrscheinlich nicht der Fall. Es erfordert enorme Annahmen über Symmetrie und Determinismus. Es passt sicherlich nicht gut zu der Unsicherheit von QM. Wenn irgendetwas am Verhalten des Stabs nicht perfekt symmetrisch ist, fungiert der Stab als 4-D-Objekt, und Sie werden kein einfaches 3-D-Verhalten sehen.

Der zweite zu betrachtende Eckfall ist eine Hohlladung . Hohlladungen sollen die Energie der Explosion in einer anderen Form als einer Kugel bündeln. Ein Panzerbrecher kann es so nah wie möglich an einer Linie formen, wie ein Speer, der den Panzer aufspießt. Abbruchgruppen verwenden häufig Hohlladungen, um ein Flugzeug zu bauen, das Betonpfeiler sauber und ohne übermäßige Mengen an Sprengstoff schneidet. Wenn unser Universum zufällig wie eine geformte Ladung strukturiert wäre, könnten wir nur die 3D-Ausbreitung von Sprengstoffen sehen.

Nein, gewöhnliche Explosionen und Energieentladungen betreffen nur unsere 3 Dimensionen.

Wenn Energie in andere Dimensionen gleiten würde, würde das Energieerhaltungsgesetz nicht durch beobachtbare Beweise gestützt. Das Gesetz besagt, dass die Gesamtenergie eines isolierten Systems (z. B. unseres nachweisbaren 3-dimensionalen Universums) über die Zeit konstant bleibt. Wenn Energie in andere Dimensionen entweichen würde, wären wir nicht mehr in der Lage, diese Energie zu erkennen, also scheint es, dass in einigen Fällen Energie einfach verschwunden ist. Das haben wir noch nie erlebt; Die gesamte Energie von Explosionen und Energieentladungen bleibt in den 3 Dimensionen, in denen wir leben.

Es würde die 4. räumliche Dimension nicht beeinflussen, es sei denn, Sie erlauben uns, weniger Energieabgabe in den 3 räumlichen Dimensionen zu beobachten, die wir beobachten können.

Nehmen wir als einfaches Beispiel einen Lichtimpuls, der von einer Punktquelle ausstrahlt. Während sich das Licht ausbreitet, breitet es sich in einer kugelförmigen Hülle (einer 2-Kugel) aus, die ihre Oberfläche vergrößert, wenn sie wächst. Die Oberfläche einer Kugel ist proportional zum Quadrat des Radius. Die Energie fällt also proportional zu 1/r^2 von der Quelle ab.

Wenn Sie nun eine 4. räumliche Dimension haben, breitet sich ein Lichtimpuls, der von einer Punktquelle ausstrahlt, in einem dreidimensionalen Volumen statt in einer zweidimensionalen Oberfläche aus. Wenn der Radius zunimmt, nimmt das Volumen proportional zur Kubik des Radius anstatt zum Quadrat des Radius zu. Die Energie würde proportional zu 1/r^3 abfallen.

Was bedeutet das alles? Zunächst einmal würde sich die Energie jeder Explosion viel schneller durch 4 Dimensionen verteilen als durch 3. Dieselbe Explosion in 4D wäre viel kleiner und schwächer als ihr 3D-Äquivalent. Aber ... wenn sich Licht tatsächlich durch 4 statt 3 Dimensionen ausbreiten würde, gäbe es eine ganze Reihe von Auswirkungen. Sterne und Galaxien (und vielleicht sogar die Sonne?) wären völlig unsichtbar. Ganz zu schweigen davon, ob die Schwerkraft und andere Kräfte dies ebenfalls tun. (Wenn sich die Schwerkraft über 4 Dimensionen ausbreitet, können Sie keine stabilen elliptischen Umlaufbahnen für Ihre Planeten haben!)

TL;DR: Wenn Sie Ihre 4. räumliche Dimension nicht in irgendeiner Weise als etwas Besonderes behandeln und die Wechselwirkungen zwischen ihr und den anderen Dimensionen einschränken, wird dies die Dinge sehr chaotisch machen!

[Bearbeiten: BrettFromLAs Antwort hat meine geschöpft. Aber ich habe andere Details eingefügt, also lasse ich es stehen!]

Was auch immer die Dimension eurer speziellen Raumzeit sein mag, jedes darin existierende Objekt wird sie alle verwenden.

Einschließlich Sprengstoffe und Energieentlader.

Daher wären in einem 4-dimensionalen Weltraum Explosionen auch 4-dimensional.