Question:
Notre univers doit-il être intégré dans un espace dimensionnel supérieur?
Mitchell Kaplan
2013-11-22 01:17:06 UTC
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J'ai entendu dire que notre univers peut être ouvert ou fermé. S'il est fermé, il peut avoir une forme toroïdale. Si tel est le cas, cela impliquerait-il que nos 3 dimensions spatiales doivent être intégrées dans un espace de plus grande dimension (spatialement)? Par exemple, l'ancien jeu vidéo d'astéroïdes était apparemment un tore mappé sur un écran vidéo à 2 dim, et il est resté en 2 dimensions, mais avec un comportement spécifique d'objets en mouvement.

Il est plutôt discutable que les topologies non triviales impliquent que l'espace est intégré dans des dimensions supérieures. Il ne suffit pas de dire que tous les tores connus sont intégrés en 3D pour prouver cette affirmation.
@AlexeyBobrick J'essaie de comprendre votre réponse. Avez-vous dit que tous les tores connus peuvent être intégrés dans un espace 3D? Un exemple simple est un beignet 3-D dans notre espace 3-D. En ce qui concerne l'univers, je suppose qu'il ne peut pas être intégré dans un espace 3-D plus grand, comme un véritable beignet. Je me demande si tout l'espace 3-D pourrait être un tore sans qu'il y ait un espace 3-D plus grand ou un espace n-D (n> 3) pour le contenir.
Je veux dire quelque chose d'assez simple, désolé d'être déroutant. Ce que je voulais dire, c'est qu'il existe de nombreuses surfaces 2D avec une topologie non triviale, qui sont intégrées dans notre espace 3d cartésien, y compris des tores (avec une dimension multiple de 2). En même temps, il n'y a pas d'exemples physiques d'objets 2D avec une topologie non triviale, qui ne sont pas intégrés dans notre 3D. Maintenant, ma déclaration est que ces raisons ne sont pas suffisantes pour extrapoler et dire que "si l'espace-temps est courbe ou a une topologie non triviale, alors il doit nécessairement être intégré dans n-d".
@AlexeyBobrick Merci pour la clarification.
Cela donne l'impression que ce serait beaucoup plus sur le sujet que sur Physics.SE
Un répondre:
#1
+4
astromax
2013-11-22 23:12:01 UTC
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L'univers ouvert, fermé ou plat détermine uniquement le type de géométrie à utiliser pour décrire les distances (et le temps). Pour les géométries ouvertes et fermées, la géométrie euclidienne n'est pas ce qu'il faut utiliser. Je conviens également que notre univers étant ouvert, fermé ou plat n'a rien à voir avec le nombre de dimensions qu'il contient.

À l'heure actuelle, il n'y a aucune preuve directe qu'il existe des dimensions supplémentaires sur 3 + 1 dimensions (cela signifie simplement trois dimensions spatiales et une dimension temporelle). Cependant, de nombreuses théories GUT incluent des dimensions spatiales supplémentaires dans le but d'unifier toutes les forces.

Aussi à l'heure actuelle, nous avons de très bonnes preuves que l'univers est "plat" . Cela signifie que les angles d'un triangle doivent totaliser 180 $ ^ {\ circ} $ et que les distances sont mesurées de la manière euclidienne standard. Lorsque nous parlons de l'univers plat, c'est une déclaration purement globale. Localement, cependant, il est tout à fait possible de vivre dans un espace courbe. En fait, nous vivons dans un espace courbe. La masse de la Terre courbe l'espace et le temps d'une manière que la Relativité Générale prédit, et par conséquent les horloges fonctionnent très légèrement différemment en fonction de l'endroit où vous vous trouvez sur la surface de la Terre, et les distances sont très proches par Euclidienne distances, bien qu'elles ne le soient pas.

Comment déterminons-nous réellement que l'univers est globalement plat, vous demandez-vous? Nous utilisons ce que l'on appelle une règle standard. Tout comme une bougie standard, si nous pensons comprendre la physique, tout écart par rapport à ce que nous prédirions nous donne de nouvelles informations sur l'univers (dans le cas des supernovae, c'est qu'elles peuvent être utilisées pour mesurer des distances, et donc cartographier le expansion de l'univers). Nous utilisons la taille angulaire des fluctuations du rayonnement de fond des micro-ondes cosmiques (nous pensons que nous comprenons assez bien la physique derrière les fluctuations) pour tester dans quelle mesure, voire pas du tout, l'univers s'écarte de la planéité. Les derniers résultats de Planck montrent un très bon accord avec l'image standard qui nous est fournie par le modèle cosmologique LCDM standard.

Voici le spectre de puissance des fluctuations de température du CMB. L'emplacement du premier pic est ce que les cosmologistes utilisent pour mesurer la planéité.

CMBPS



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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