Quando osservi l’ambiente che ti circonda, potrebbe sembrare di vivere su un piano piatto. Questo è il motivo per cui puoi orientarti in una nuova città usando una mappa: un foglio di carta piatto che rappresenta tutti i luoghi intorno a te. Probabilmente è per questo che alcune persone in passato credevano che la Terra fosse piatta. Ma ora sappiamo che la realtà è ben diversa.
Vivi sulla superficie di una gigantesca sfera, come un pallone da spiaggia delle dimensioni della Terra con qualche irregolarità. La superficie della sfera e il piano sono due possibili spazi 2D, il che significa che puoi muoverti in due direzioni: nord e sud o est e ovest. Ma quali altri spazi potresti abitare? Ad esempio, la superficie di una ciambella gigante è un altro spazio 2D.
La forma dell’universo
Quando osservi l’universo in cui vivi, sembra uno spazio 3D, proprio come la superficie della Terra appare come uno spazio 2D. Tuttavia, proprio come la Terra, se guardassi l’universo nel suo insieme, potrebbe essere uno spazio più complesso, come una versione 3D gigante della superficie di un pallone da spiaggia o qualcosa di ancora più esotico.
Un ciambella, chiamata anche toro, è una forma su cui puoi muoverti in due direzioni, proprio come la superficie della Terra. Sebbene non sia necessario conoscere la topologia per determinare che vivi su qualcosa di simile a un gigantesco pallone da spiaggia, conoscere tutti i possibili spazi 2D può essere utile. Più di un secolo fa, i matematici hanno identificato tutti i possibili spazi 2D e molte delle loro proprietà.
Topologia in dimensioni superiori
Negli ultimi decenni, i matematici hanno appreso molto su tutti i possibili spazi 3D. Anche se non abbiamo una comprensione completa come per gli spazi 2D, sappiamo molto. Con queste conoscenze, fisici e astronomi possono cercare di determinare in quale spazio 3D viviamo effettivamente. Sebbene la risposta non sia completamente nota, ci sono molte possibilità intriganti e sorprendenti. Le opzioni diventano ancora più complicate se consideri il tempo come una dimensione.
Per capire come potrebbe funzionare, nota che per descrivere la posizione di qualcosa nello spazio – ad esempio una cometa – hai bisogno di quattro numeri: tre per descrivere la sua posizione e uno per descrivere il tempo in cui si trova in quella posizione. Questi quattro numeri costituiscono uno spazio 4D. Ora, puoi considerare quali spazi 4D sono possibili e in quale di questi spazi vivi.
A questo punto, potrebbe sembrare che non ci sia motivo di considerare spazi con dimensioni superiori a quattro, poiché quella è la dimensione più alta immaginabile che potrebbe descrivere il nostro universo. Ma un ramo della fisica chiamato teoria delle stringhe suggerisce che l’universo ha molte più dimensioni.
Fonte: Science Alert
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