Астрономы измерили геометрию Вселенной
Добавлено: 24.07.2023, 18:31
Я сейчас всё ломаю голову: если на поверхности обычного трехмерного тора живут муравьи, как они могут экспериментально определить, что их мир многосвязный?
Её ещё А.Д. Сахаров пересматривал в своё время. По Сахарову выходило, что максимум энтропии соответствует максимальному геометрическому объёму вселенной, минимум — минимальному объёму, и оттого стрела времени направлена от минимального объёма к максимальному. Таким образом, Сахаров объяснил сразу и большой взрыв (как точку разворота времени при минимуме объёма вселенной), так и время. Изящно.
В одной из книжек А. Савватеева мне попадался ответ на этот вопрос. Идея в том, чтобы покрыть тор сеткой, а потом по определённым правилам удалять один за другим узлы этой сетки. Конечный результат для шара и тора окажется разным.Bitman писал(а): 24.07.2023, 18:31 Я сейчас всё ломаю голову: если на поверхности обычного трехмерного тора живут муравьи, как они могут экспериментально определить, что их мир многосвязный?
Прежде всего, замечу, что обычный тор это поверхность, а ограниченное нею тело называется, кажется, полнотором. Насколько я понимаю, экспериментально проверить односвязность огромного тора как топологического пространства довольно трудно, так как нестягиваемые замкнутые кривые на нем должны быть достаточно длинными, например, проходить по параллелям или меридианам. Но даже при нахождении кандидата на нестягиваемость эту нестягиваемость еще нужно как-то проверять. Но если известно, что поверхность обладает дополнительными свойствами, как, например, ориентируемость, или наличие метрики, в которой поверхность однородна, изотропна и имеет постоянную кривизну, то задача ее классификации облегчается, подобно тому, как описано в упомянутой мною выше статье «Какую форму имеет наша Вселенная?».Bitman писал(а): 24.07.2023, 18:31 Я сейчас всё ломаю голову: если на поверхности обычного трехмерного тора живут муравьи, как они могут экспериментально определить, что их мир многосвязный?
Насколько я понимаю, если поверхность ориентируемая и достаточно "хорошая", а муравьи настолько трудолюбивы, что могут покрыть её связной сеткой с В вершинами, Р ребрами и Г областями (причём все области односвязны), то потом они могут определить род (количество ручек) g поверхности по обобщенной формуле Эйлера, В - Р + Г = 2 - 2g, см. напр. Теорему 5.22 в "Chromatic Graph Theory" (Gary Chartland, Ping Zhang, 2009?).Н. Светлов писал(а): 24.07.2023, 22:01 Идея в том, чтобы покрыть тор сеткой, а потом по определённым правилам удалять один за другим узлы этой сетки. Конечный результат для шара и тора окажется разным.
Не понял, каких ручек?Весельчак Ы писал(а): 25.07.2023, 03:48 А еще муравьи могут поступить как островитяне из рассказа Мартина Гарднер «Остров пяти красок». А именно, предположим, что на поверхности удалось разместить n, n>2 попарно граничащих стран. Тогда, насколько я понимаю, из Теоремы 5.26 (Gerald Ringel, J.W.T. Youngs) из упомянутой выше книги следует, что поверхность имеет по крайней мере (n-3)(n-4)/12 ручек. В частности, n меньше пяти для сферы, но для тора уже может быть равно семи.
Здесь под ручкой имеется в виду ручка от чашки чая? Сорри, до сих пор не понимаю, что значит "на сфере вырезать круглую дырку и приделать к ней одну ручку".Весельчак Ы писал(а): 25.07.2023, 10:33 если на сфере вырезать круглую дырку и приделать к ней одну ручку, то получившаяся фигура уже будет гомеоморфна тору.
Существует множество поверхностей, которые топологически отличны от тора и сферы. Например, добавив к тору ручку, подобную той, что мы видим у чашки, мы получим новую дырку, а значит, и новую фигуру. Тор с ручкой будет гомеоморфен фигуре, напоминающей крендель, которая в свою очередь гомеоморфна сфере с двумя ручками. Добавление каждой новой ручки создает еще одну дырку, а значит, и другую поверхность. Таким способом можно получать бесконечное их количество
Да, помнится, эта формула в той книжке (относящейся к жанру научпопа) тоже была.Весельчак Ы писал(а): 25.07.2023, 03:48 Насколько я понимаю, если поверхность ориентируемая и достаточно "хорошая", а муравьи настолько трудолюбивы, что могут покрыть её связной сеткой с В вершинами, Р ребрами и Г областями (причём все области односвязны), то потом они могут определить род (количество ручек) g поверхности по обобщенной формуле Эйлера, В - Р + Г = 2 - 2g, см. напр. Теорему 5.22 в "Chromatic Graph Theory" (Gary Chartland, Ping Zhang, 2009?).
Модель тороидальной Вселенной хорошо объясняет спектр флуктуаций реликтового излучения
Что нам это даёт в практическом смысле? Может ли так оказаться, что отправивишись на "запад" в ходе большой галактической регаты, космены вернутся с "востока"?
Насколько я могу судить, теория Ньютона внесла со временем огромный вклад в физику и вообще в науку, притом что изначально она отвечала только на вопрос, как рассчитывать траектории движения планет. Так же и с торообразной вселенной - когда окажется, что наш трёхмерный мир это только плёночка на поверхности настоящего четырёхмерного мира, это позволит развиваться теоретической физике. Может, когда-нибудь мы научимся строить туннели для связывания разных краёв этой плёночки.Нгаан писал(а): 02.08.2023, 21:16 Что нам это даёт в практическом смысле? Может ли так оказаться, что отправивишись на "запад" в ходе большой галактической регаты, космены вернутся с "востока"?
Там на форуме несколько ссылок на Горькавого, подскажите источник вашей цитаты.Весельчак Ы писал(а): 02.08.2023, 15:48 Читаю сейчас последнюю версию «Осциллирующей Вселенной» Горькавого. Согласно ней, «в 2020 году из анализа данных космической обсерватории «Планк» был сделан вывод, что Вселенная не плоская, а, с вероятностью 99%, замкнута
Я тоже слышал об этом, но доказательства не видел. Впрочем, я его специально не искал.Bitman писал(а): 12.10.2023, 21:41 Если не путаю, в четырёхмерном пространстве можно распутать любой узел из одномерной линии.
Мне кажется, во многомерном случае под узлом должно пониматься вложение k (т.е инъективное непрерывное отображение) m-мерной сферы Sm в n-мерное евклидово пространство Rn, n>m. Узел k распутывается, если существует такое непрерывное отображение F:Rnx[0,1], чтоBitman писал(а): 12.10.2023, 21:41 Интересно, как теория узлов выглядела бы для четырёхмерного пространства. Если не путаю, в четырёхмерном пространстве можно распутать любой узел из одномерной линии. А что с узлами из двумерной поверхности?
ОСЦИЛЛИРУЮЩАЯ-ВСЕЛЕННАЯ-Горькавый-электронная-версия-07-25-2023-1.pdf, с.10.Bitman писал(а): 03.08.2023, 13:41 Там на форуме несколько ссылок на Горькавого, подскажите источник вашей цитаты.
Ну вообще по-моему это должно быть самоочевидно - если нитка лежит на нитке, чтобы переместить её под нитку, достаточно вытянуть её в четвёртое измерение, там протащить и вернуть в исходное трехмерное пространство.Весельчак Ы писал(а): 13.10.2023, 13:19 Я тоже слышал об этом, но доказательства не видел. Впрочем, я его специально не искал.
Т.е. может распутываться, а может и не распутываться?Весельчак Ы писал(а): 13.10.2023, 13:19 Таким образом, насколько я понимаю, вложение S2 в R4 может и не распутываться. А распутываться уже, возможно, будут вложения S2 в R5 или даже R6.