Технические характеристики Toyota RAV 4 2021 в новом кузове

Общая информация

Класс автомобиля

J

Количество дверей

5

Количество мест

5

Коробка

автомат

вариатор

механика

Мощность

199 л.с.

149 л.с.

149 л.с.

Объем

2.5 л

2.0 л

2.0 л

Привод

полный

полный

передний

Разгон

8.5 с

11 с

9.8 с

Расход

7.3 л

6.6 л

6.8 л

Страна марки

Япония

Тип двигателя

бензин

Клиренс

200

195

195

Колёсная база

2690

Размер колёс

225/65/R17 235/55/R19 225/60/R18

225/65/R17 225/60/R18 235/55/R19

225/65/R17 225/60/R18 235/55/R19

Ширина задней колеи

1640

Ширина передней колеи

1610

Объем багажника мин/макс, л

580/1189

Объём топливного бака, л

55

Полная масса, кг

2125

2120

2015

Снаряженная масса, кг

1680

1675

1570

Количество передач

8

6

Коробка передач

автомат

вариатор

механика

Тип привода

полный

полный

передний

Подвеска и тормоза

Задние тормоза

дисковые

Передние тормоза

дисковые вентилируемые

Тип задней подвески

независимая, пружинная

Тип передней подвески

независимая, пружинная

Эксплуатационные показатели

Максимальная скорость, км/ч

200

190

190

Марка топлива

АИ-92

Разгон до 100 км/ч, с

8.5

11

9.8

Расход топлива, л город

Расход топлива, л город/смешанный

Расход топлива, л город/трасса/смешанный

9.4/6.1/7.3

8/5.8/6.6

8.6/5.7/6.8

Расход топлива, л смешанный

Диаметр цилиндра и ход поршня, мм

87.5 × 103.5

80.5 × 97.6

80.5 × 97.6

Количество цилиндров

4

Максимальная мощность, л.с./кВт при об/мин

199 / 147 при 6600

149 / 110 при 6600

149 / 110 при 6600

Максимальный крутящий момент, Н*м при об/мин

243 при 4000 – 5000

206 при 4400 – 4900

206 при 4400 – 4900

Объем двигателя, см³

2487

1987

1987

Расположение двигателя

переднее, поперечное

Расположение цилиндров

рядное

Степень сжатия

13

Тип двигателя

Тип наддува

нет

Название рейтинга

Оценка безопасности

Аккумуляторная батарея

Запас хода на электричестве, км

TOYOTA RAV4 2018 – 5 ПОКОЛЕНИЕ ЯПОНСКОГО КРОССОВЕРА ТОЙОТА РАВ 4 — Новости — О компании

Новый Тойота РАВ 4 представлен официально в рамках New York Auto Show 2018 года. Японский компактный кроссовер Toyota RAV4 5-го поколения полностью сменив имидж, с агрессивными, строгими и брутальными акцентами в дизайне, и переехав на новую модульную платформу TNGA K, стал одной из самых ожидаемых премьер авто шоу в Нью-Йорке. В нашем обзоре новый Toyota RAV4 2018−2019 года — фото и видео, цена и комплектации, технические характеристики 5 генерации супер популярной модели Тойота РАВ 4. Продажи нового поколения Toyota RAV4 в Америке стартуют в конце 2018 года по цене пока не озвученной производителем. Однако можно предположить, что стоимость 5 поколения кроссовера Тойота РАВ 4 составит от 25000 американских долларов, что немногим больше стоимости предшественника — Toyota RAV4 четвертого поколения.

Хотим отметить, что новая генерация Тойота РАВ 4 появится в Европе лишь через год, весной 2019 года, а в России автолюбителям придется ждать новое поколение японского кроссовера еще дольше… новинка встанет на конвейер завода Тойота в Санкт-Петербурге ближе к концу 2019 года. Пока же предлагаем нашим читателям внимательно познакомиться с новым поколением Toyota RAV4 — потенциальным бестселлером отечественного рынка. К слову, предшественник новинки кроссовер 4 поколения пользовался высокой популярностью, как в Америке (по итогам прошлого 2017 года продано более 408000 экземпляров), так и в России, где свой выбор на кроссовере Тойота остановили 32931 покупатель. При этом РАВ 4 стал самым дорогим автомобилем в топовой десятке российского рынка, расположившись на 10 месте со смешным отставанием в 388 авто от Lada XRAY.

Сменив поколение японский кроссовер Toyota RAV4 кардинально изменился внешне. От спокойного, а местами даже унылого дизайна экстерьера кузова предшественника не осталось и следа. Новая генерация компактного кроссовера РАВ 4 от Тойота демонстрирует брутальный, строгий, харизматичный и атлетичный дизайн экстерьера кузова с нотками, заимствованными у кроссоверов марок Jeep и Lexus.

Передняя часть кузова новинки образована гармоничным слиянием в единую композицию крупной трапеции фальшрадиаторной решетки, строгих фар головного света и массивного бампера с высоко расположенными противотуманками.

Сбоку кузов кроссовера демонстрирует брутально угловатые колесные арки с массивными пластиковыми накладками, мощные и раздутые поверхности крыльев и дверей, сильно заваленную назад рамку лобового стекла, ровную линию крыши, опирающуюся на задние мощные стойки с обратным наклоном, компактную корму, украшенную харизматичными выштамповками.

Задняя часть кузова нового поколения Тойота РАВ 4 строга, прямолинейна и привлекательна. В наличии высоко забравшиеся остроконечные плафоны светодиодных габаритных фонарей, правильный прямоугольник крупной двери багажного отделения, солидный бампер с мощной пластиковой защитой.

Новое поколение кроссовера переехав на платформу TNGA K со стойками МакФерсона спереди и многорычажкой обзавелось более крепким кузовом, с увеличившейся на 57% жесткостью кузова на кручение по сравнению с предшественником. При этом новый Тойота РАВ 4 получил большие на 30 мм размеры колесной базы, чем у прошлого поколения модели, кузов новинки увеличился в длину на 5 мм и в ширину на 10 мм, дорожный просвет увеличился на 13 мм, а вот в высоту кузов стал меньше на 5 мм. Остается лишь добавить, что колея передних и задних колес стала больше, максимальный размер колесных дисков подрос до 19 дюймов, а свесы кузова стали компактнее.

Внешние габаритные размеры кузова Toyota RAV4 2018−2019 года составляют 4595 мм в длину, 1854 мм в ширину, 1699 мм в высоту, с 2690 мм колесной базы и 210 мм дорожного просвета.

Строгость и солидность наблюдаются и в оформлении салона 5 поколения японского компактного кроссовера Тойота РАВ 4. При этом многие детали интерьера, инструменты и оборудования, присутствующих в салоне Toyota RAV4, знакомы по Toyota Corolla Hatchback. В наличии компактное мультифункциональное рулевое колесо, панель приборов с 7-дюймовым цветным экраном по центру, возвышающийся над торпедо цветной экран мультимедийного комплекса Entune 3.0 (в зависимости от уровня комплектации с диагональю в 7,0 или 8,0 дюймов), двухзонный климат-контроль.

Так же хотим отметить оригинальную архитектуру переднее панели и центральной консоли, новые кресла для водителя и переднего пассажира с яркими валиками боковой поддержки, богатое оснащение базовой версии новинки и качественные материалы отделки. Американским автолюбителям новый кроссовер Toyota RAV4 уже в базовой комплектации предлагается с обширным набором опций: мультимедийка Entune 3.0 с 7-дюймовым цветным сенсорным дисплеем (Wi-Fi Connect, Amazon Alexa, Apple CarPlay, камера заднего вида), 8 подушек безопасности, климат-контроль, электрический привод стояночного тормоза, комплекс систем безопасности Toyota Safety Sense 2.0 (Pre-Collision System с функцией Pedestrian Detection, Full-Speed Range Dynamic Radar Cruise Control, Lane Departure Alert с Steering Assist, Automatic High Beam, Lane Tracing Assist и Road Sign Assist).

В качестве дополнительных опций производитель предлагает электропривод кресел водителя и переднего пассажира, двухзонный климат-контроль, подогрев передних и задних сидений, вентиляцию передних кресел, панорамную крышу с люком, электропривод двери багажного отделения с функцией бесконтактного открытия при помощи взмаха ноги под бампером, аудиосистему JBL с 11-тью динамиками мощностью 800 Вт, салонное зеркало с возможностью вывода на него картинки с камеры заднего вида, кожаную отделку салона.

Для покупателей предложат также два особых исполнения нового кроссовера: спортивная версия XSE (спортивные нотки в декоративном оформлении, двух цветная окраска кузова, специально настроенная на спортивный лад подвеска), внедорожная версия Adventure (мощные бампера, пластиковые накладки увеличенного размера по периметру кузова, массивные рейлинги, специальные колесные диски).

Технические характеристики Toyota RAV4 2018−2019 года.

Кроссовер Тойота РАВ 4 построен на модульной платформе TNGA K, а самыми близкими соплатформенными братьями новинки являются седаны Toyota Camry и Toyota Avalon новейших поколений. Для американского рынка 5 генерация RAV4 получил две силовых установки.

Базовая версия Toyota RAV4 с четырех цилиндровым атмосферным 2,5-литровым мотором Dynamic Force (206 лс 249 Нм) в компании с 8 АКПП. Стандартно привод на передние колеса, но в качестве опции полный привод с муфтой подключающей задние колеса.

В качестве альтернативного варианта Toyota RAV4 Hybrid оснащаемая силовой установкой Toyota Hybrid System в составе 2,5-литрового бензинового мотора Dynamic Force, электромеханического вариатора и отдельного электродвигателя для привода задних колес. Гибридная силовая установка обладает суммарной мощностью в 180 сил и 221 Нм максимального крутящего момента.

Интересно, что для дорогих комплектаций нового поколения Тойота РАВ 4 японская компания предлагает продвинутую систему полного привода Dynamic Torque Vectoring AWD с индивидуальными муфтами для каждого из задних колес, что обеспечивает управление вектором тяги. При этом карданный вал с обоих сторон оснащен простыми кулачковыми муфтами, обеспечивающими его полное отключение при движении по трассе. Также в техническом арсенале новинки присутствует система Multi-Terrain Select, позволяющая выбрать оптимальный режим работы электронных систем для различных дорожных покрытий.

Toyota RAV4 — обзор, цены, видео, технические характеристики Тойота РАВ 4

Абсолютно новая Toyota RAV4 предстала перед широкой публикой на подиумах нью-йоркского автомобильного салона в марте 2018 года. По факту, это полноценное пятое поколение, а не очередной плановый рестайлинг. Производитель действительно внес глобальные изменения. Модель переехала на другую платформу, а также получила абсолютно новый интерьер и дизайн. Вместо обтекаемых и стремительных форм, автомобиль демонстрирует брутальные угловатые линии. В первую очередь, хочется отметить «нахмуренные» заостренные фары головного освещения с изящными фокусирующими линзами и ресничками дневных ходовых огней. Решетка радиатора также выполнена в довольно агрессивном стиле. Она обладает шестиугольной формой и состоит из множества пластиковых ячеек, поверх которых находится массивная накладка с логотипом производителя. Передний бампер щеголяет небольшим воздухозаборником, и высоко расположенными углублениями с маленькими противотуманными фарами. Внедорожный характер модели подчеркивает классический внедорожный обвес на колесных арках, порогах и бамперах. Он выполнен из прочного неокрашенного пластика и призван защитить лакокрасочное покрытие в наиболее уязвимых местах.

Размеры

Тойота РАВ 4- это пятиместный компактный кроссовер. Его габаритные размеры составляют: длина 4595 мм, ширина 1854 мм, высота 1699 мм, а колесная база- 2690 мм. Клиренс у модели довольно внушительный- целых 210 миллиметров. Благодаря такой высокой посадке, полноприводные модели могут спокойно преодолевать бездорожье средней тяжести. Они не застрянут в глубокой колее, смогут заехать на относительно высокий бордюр и не утратят хорошую плавность хода, даже на разбитой дороге с твердым покрытием. Стоит отметить, что благодаря применению новой модульной платформы TNGA K значительно сократились свесы кузова, увеличилась колесная база и, что самое главное, серьезно повысилась жесткость кузова на кручение. Инженерам удалось получить прибавку в 57%, что положительно отразилось как на безопасности, так и на ездовых качествах.

Технические характеристики

На американском рынке, кроссовер получит в свое распоряжение два варианта силовой установки, вариатор или автоматическую коробку, а также передний или полный привод. Благодаря широкому списку и неплохому набору альтернативных агрегатов, модель обладает неплохими эксплуатационными характеристиками и способна удовлетворить запросы широкой целевой аудитории.

Базовые версии Toyota RAV4 оснащаются атмосферной рядной бензиновой четверкой на 2,5 литра. Благодаря неплохому объёму и фирменной системе изменения фаз газораспределения, инженерам удалось выжать 206 лошадиных сил и 249 Нм крутящего момента. Он стыкуется исключительно с восьмидиапазонным автоматом. В базовых версиях привод передний, однако, за дополнительную плату, производитель предлагает систему с муфтой, подключающей заднюю ось. Топовые варианты исполнения оснащаются гибридной силовой установкой. В ее основе лежит похожий, но несколько дефорсированный, двигатель внутреннего сгорания. Трансмиссия- бесступенчатый электромеханический вариатор, а привод на задние колеса реализован с помощью отдельного электромотора. В итоге, такая модификация развивает 180 лошадиных сил и 221 Нм крутящего момента.

Итог

РАВ 4 пятого поколения сильно отличается от своих предшественников. У него агрессивный и запоминающийся дизайн, который как нельзя лучше подчеркнет характер и индивидуальность своего владельца. Такой автомобиль будет отлично выглядеть как на оживленных улицах мегаполисов, так и на грунтовых дорогах вдали от цивилизации. Салон- это царство современного оснащения, качественных материалов отделки, непревзойденной практичности и комфорта. Даже загородная поездка или плотный затор не должны доставить владельцу лишних неудобств. Производитель прекрасно понимает, что современный автомобиль, в первую очередь, должен дарить удовольствие от вождения. Именно поэтому, кроссовер оборудуется отличным набором агрегатов, являющихся сплавом передовых разработок и легендарного японского качества. Toyota RAV4- компактная, практичная и проходимая модель на все случаи жизни.

Видео

Размеры и вес Тойота РАВ4. Какой клиренс Toyota RAV4?

Размеры, вес и клиренс автомобиля Тойота РАВ4. Наведены основные поколения и комплектации модели, а так же возможные изменения в пределах одной генерации.

Генерации Toyota RAV4:

• 5 поколение 2018 (XA50, SUV)
• 5 поколение 2018 (XA50, SUV, для Японии)
• 5 поколение 2018 (XA50, SUV, для США)
• 4 поколение 2015-2019 (XA40, рестайлинг, SUV)
• 4 поколение 2012-2015 (XA40, SUV)
• 4 поколение 2012-2015 (XA40, SUV, для США)
• 3 поколение 2010-2013 (XA30, 2-ой рестайлинг, SUV)
• 3 поколение 2008-2010 (XA30, рестайлинг, SUV)
• 3 поколение 2005-2008 (XA30, SUV)
• 3 поколение 2008-2016 (XA30, рестайлинг, SUV, для Японии)
• 3 поколение 2005-2008 (XA30, SUV, для Японии)
• 3 поколение 2008-2014 (XA30, рестайлинг, SUV, для США)
• 3 поколение 2005-2008 (XA30, SUV, для США)

Японский кроссовер Toyota RAV4 завоевал неплохую славу с момента начала производства. Компактный автомобиль, небольшие размеры кузова и вместительный салон. В зависимости от страны поставки и комплектации, интерьер рассчитан на 5 или 7 посадочных мест, при этом максимальная длина не больше 4625 мм. Масса кроссовера составляет от 1120 до 1829 кг, а клиренс от 150 до 205 мм.

Размеры и масса Toyota RAV4 2018, 5 поколение, XA50, SUV

Модель производится с 03.2018 по нынешнее время. Читайте обзор Toyota RAV4 2018.

Размеры и масса Toyota RAV4 2018 для Японии, 5 поколение, XA50, SUV

Модель производится с 03.2018 по нынешнее время.

Размеры и масса Toyota RAV4 2019 для США, 5 поколение, XA50, SUV

Модель производится с 09.2019 по нынешнее время.

Размеры и масса Toyota RAV4 2015, 4 поколение, XA40, рестайлинг, SUV

Модель производилась с 10.2015 по 10.2019. Читайте обзор Toyota RAV4 Hybrid 2016.

Размеры и масса Toyota RAV4 2012, 4 поколение, XA40, SUV

Модель производилась с 11.2012 по 12.2015.

Размеры и масса Toyota RAV4 2012 для США, 4 поколение, XA40, SUV

Модель производилась с 11.2012 по 10.2015.

Размеры и масса Toyota RAV4 2010, 3 поколение, XA30, 2-ой рестайлинг, SUV

Модель производилась с 11.2010 по 12.2013.

Размеры и масса Toyota RAV4 2008, 3 поколение, XA30, рестайлинг, SUV

Модель производилась с 09.2008 по 04.2010.

Размеры и масса Toyota RAV4 2005, 3 поколение, XA30, SUV

Модель производилась с 11.2005 по 12.2008.

Размеры и масса Toyota RAV4 2008 для Японии, 3 поколение, XA30, рестайлинг, SUV

Модель производилась с 09.2008 по 07.2016.

Размеры и масса Toyota RAV4 2005 для Японии, 3 поколение, XA30, SUV

Модель производилась с 11.2005 по 08.2008.

Размеры и масса Toyota RAV4 2008 для США, 3 поколение, XA30, рестайлинг, SUV

Модель производилась с 09.2008 по 09.2014.

Размеры и масса Toyota RAV4 2005 для США, 3 поколение, XA30, SUV

Модель производилась с 11.2005 по 07.2008.

Toyota

Тойота РАВ 4 2018-2019: фото, видео, характеристики, комплектации и цены новой Тойота РАВ 4

Официальный дебют Тойота РАВ 4 нового поколения состоялся на автовыставке в Нью-Йорке весной 2018 года. 5-ая по счету генерация модели получила совершенно новый облик. Внешность кроссовера оформлена в строгом и агрессивном стиле. Автомобиль построен на базе новой «тележки» TNGA K. Старт продаж Toyota RAV4 в новом кузове за океаном – конец 2018 года. Цена новой Тойота РАВ 4 2018-2019 года пока не раскрывается. По прогнозам специалистов, за базовый вариант модели придётся выложить около 25 тыс. долларов США.

Продажи Toyota RAV4 5 поколения на европейском рынке стартуют весной 2019 года, а к России автомобиль доберётся лишь в конце 2019 года. Сборку кроссовера планируют наладить на предприятии Toyota в Санкт-Петербурге. Хочется напомнить, что Тойота РАВ 4 пользуется большим спросом у покупателей. Так, на протяжении 2017 года японцы смогли реализовать свыше 408 тыс. экземпляров модели 4-го поколения на американском рынке. Аналогичный показатель в РФ составил почти 33 тыс. штук. Не забывайте, что РАВ4 отличается самой высокой стоимостью в ТОП-10 рынка нашей страны.

Свежая внешность и габаритные размеры кузова

Новый кузов Тойота РАВ 4 2018-2019 модельного года оказался действительно новым! Экстерьер пережил не просто мелкие доработки. Дизайнеры решили полностью изменить внешность популярной модели, и эта идея оказалась весьма удачной. В оформлении кузова новинки просматриваются строгие черты премиальных кроссоверов.

«Передок» автомобиля представляет собой великолепное сочетание массивной ячеистой решетки радиатора, брутальной светотехники и монументального бампера с круглыми противотуманными фарами, установленными на внушительной высоте.

Профиль кузова также смотрится весьма интересно – строгие очертания колесных арок с защитными накладками из пластика, мощные выштамповки дверей и крыльев, значительный наклон ветрового стекла, почти ровная верхняя линия и небольшая задняя часть кузова.

«Корма» Тойота РАВ 4 новой генерации оформлена в таком же лаконичном стиле. Покупателям придутся по вкусу высоко расположенные габаритные фонари с LED-наполнением и острыми гранями, компактная пятая дверь грузового отсека и мощный бампер с пластиковой защитной накладкой.

Кузов нового кроссовера сделали более надёжным. Его жесткость на кручение выросла на 57%, по сравнению с доступным ранее вариантом. Автомобиль сделали на 5 мм длиннее, на 10 мм шире, а его высота сократилась на 5 мм. Для новинки доступны уже 19-дюймовые колесные диски.

Габаритные размеры Toyota RAV4 2018-2019 года:

• длина – 4 595 мм;
• ширина – 1 854 мм;
• высота – 1 699 мм;
• колесная база – 2 690 мм.

Клиренс (дорожный просвет) Тойота РАВ 4 2018-2019 модельного года равен 210 мм.

Салон и функциональные возможности

Интерьер нового поколения Toyota RAV4 также оформлен в очень солидном и минималистичном стиле. Перед водителем установлен многофункциональный руль небольшого диаметра и приборный щиток с центральным дисплеем диагональю 7,0″. Чуть правее, над центральной консолью, установлен дисплей информационно-развлекательной системы Entune 3.0. Размерность экрана зависит от версии (7 или 8 дюймов). Под ним расположены аналоговые элементы для управления работой климатической установки с разделением на две зоны.

Внимания заслуживает эксклюзивная компоновка центральной консоли и передней панели кроссовера. В автомобиле появились новые передние сиденья с выраженной боковой поддержкой. Заметно выросло и качество материалов отделки салона. Уже в начальной комплектации Тойота РАВ 4 5-го поколения появилось много интересных опций.

Так, в Америке базовый вариант RAV4 получит такое наполнение: комплекс мультимедиа с сенсорным экраном диагональю 7 дюймов (камера заднего обзора, Wi-Fi роутер, Apple CarPlay и т.д.), электронный ручник, 8 подушек безопасности, климат-контроль.

Специалисты из Японии уделили немало внимания вопросу безопасности. Помимо вышеупомянутых подушек безопасности автомобиль оснащается целым набором систем:

• система предотвращения столкновений с функцией обнаружения пешеходов;
• система информирования о сходе с полосы с помощью в поворотах;
• адаптивный круиз-контроль с функцией автоматического разгона и торможения;
• система автоматического переключения света;
• функция распознавания дорожных знаков;
• система контроля рядности движения.

За доплату покупателям Toyota РАВ 4 2018-2019 года доступны такие функции:

• электрические регулировки положения передних сидений;
• вентиляция сидений водителя и переднего пассажира;
• подогрев двух рядов кресел;
• климат-контроль с разделением на две зоны;
• панорамная крыша с электрическим люком;
• премиальная звуковая система JBL с 11-ю колонками суммарной мощностью 800 Вт;
• кожаный салон;
• электрический привод пятой двери с поддержкой открытия взмахом ноги под задним бампером;
• беспроводная зарядка для мобильных устройств;
• внутрисалонное зеркало заднего вида, на которое может выводиться изображение с камеры заднего обзора.

Также представители компании сообщают о двух специальных версиях Тойота RAV4 нового поколения:

1. XSE – спортивный вариант модели с оригинальными декоративными элементами, двухцветным кузовом и специальными параметрами работы подвески.
2. Adventure – внедорожная модификация кроссовера с более агрессивными бамперами, защитными накладками увеличенного размера, мощными рейлингами и новыми колесами.

Моторная гамма и характеристики

Технические характеристики Toyota RAV4 2018-2019 года предполагают использование шасси TNGA K. Эта же платформа лежит в основе Toyota Camry, Prius и C-HR. Пока есть данные о версиях кроссовера для американского рынка. Как только появится информация о том, какие силовые установки будут доступны в России, мы дополним эту статью.

1. Тойота РАВ 4 в базовом исполнении оснащается 2,5-литровой атмосферной «четверкой» мощностью 206 сил с пиковым крутящим моментом 249 Нм. Этот агрегат сочетается с 8-диапазонной автоматической трансмиссией, передающей тягу на колеса передней оси. За доплату производитель предлагает систему полного привода (задние колеса задействуются муфтой).
2. Toyota RAV4 Hybrid оснащается бензиновым двигателем объемом 2,5 литра и электромеханическим вариатором. Вращение задней оси обеспечивает отдельный электрический мотор. Общая производительность гибрида Тойота РАВ 4 составляет 195 «лошадей» (221 Нм).

Топовые комплектации «пятой» Toyota RAV4 доступны с новейшей полноприводной системой с управлением вектором тяги. В неё входят отдельные муфты для колес задней оси. С двух сторон карданного вала установлены обычные кулачковые муфты, благодаря чему на трассе он не задействован. Это решение создано для экономии топлива. Отметим и наличие системы выбора режима движения Multi-terrain Select (MTS).

технические характеристики, габаритные размеры. Фото салона и авто Toyota RAV 4

Результатом многолетних исследований японских инженеров стал внедорожник Тойота Рав 4, габаритные размеры и технические характеристики которого превзошли все ожидания потребителей.

Новый кроссовер от концерна Toyota, по сравнению с предыдущим поколением RAV4, значительно прибавил в размерах. Инженерами были разработаны инновационная подвеска и топливные системы, как для бензиновых, так и для дизельных агрегатов. Что значительно повысило проходимость, динамические характеристики и снизило расход топлива Toyota RAV4.

Описание линейки силовых агрегатов для Тойота Рав 4

Для различных комплектаций кроссовера японского концерна разработано несколько бензиновых и дизельных двигателей:

• Как и раньше, базовым стал бензиновый 2-литровый двигатель, мощностью 150 л.с. Агрегат комплектуется вариатором или механической 6-ступенчатой трансмиссией. Динамика разгона до 100 км/час при максимальном крутящем моменте 198 Н·м: модификации с вариатором – 11,5 сек., с МКПП – 10,4 сек. Расход топлива при этом вполне умеренный – 9,6 л/100км.
• Вместо устанавливаемого на ранние модели кроссовера 2,4-литрового двигателя, мощностью 170 л.с., автомобили комплектуется 2,5-литровым мотором, мощность которого возросла до 180 л.с. Этот агрегат комплектуется исключительно АКПП.
• Мощность нового 2-литрового турбодизеля, которым также комплектуются некоторые модели – 124 л.с.
• Для повышения динамических характеристик и уменьшения расхода топлива Toyota RAV 4 был создан новый 2,2-литровый турбодизель. Мощность этого мотора – 150 л.с.

Toyota RAV 4 – экономия по-японски

Впервые увидев эту машину на улицах города, в автосалонах или на представленных ниже фото, оценив ее габариты, клиренс, поинтересовавшись параметрами, многие автолюбители могут задуматься: почему модель имеет такие внушительные размеры, как экономить на топливе с таким весом и характеристиками? Но если детальнее ознакомиться с техническими характеристиками прямых конкурентов, то можно понять, что при повышенной проходимости, аналогичной высоте, весу и длине кузова, Toyota RAV 4 по многим показателям превосходит своих конкурентов.

Прямыми конкурентами Тойота Рав 4 с аналогичными габаритными размерами являются:

1. Mitsubishi Outlander;
2. Honda CR-V;
3. Volkswagen Tiguan;
4. Mazda CX-5.

Все 4 конкурента, обладая такими же по объему двигателями, в одинаковом режиме езды поглощают большее количество топлива.

Ценовая политика концерна Toyota

Если взять, к примеру, Honda CR-V, то в докризисные годы стоимость этого автомобиля была практически идентичной цене Toyota RAV 4. Сейчас же цена 2,4-литрового CR-V в самой навороченной комплектации выросла по сравнению со стоимостью аналогичной комплектации внедорожника от компании Тойота на 15%.

Если же аналогичный по техническим характеристикам с Тойота Рав 4 немецкий автомобиль Volkswagen Tiguan и стоит практически одинаково, то даже в его топовой комплектации нет многих опций, присущих японскому внедорожнику. Нет помощи при спусках и подъемах, систем мониторинга за слепыми зонами и других.

Кроссовер CX-5 от Mazda комплектуется аналогичным 2,5-литровым мотором в паре с автоматом. Но, после недавно проведенных компанией обновлений моделей, цена его топовой комплектации также выросла по сравнению со стоимость аналогичной комплектации Рав 4 на 10-12%.

Цены на мировом автомобильном рынке лихорадит уже несколько лет. Конкуренты с каждым скачком стоимости нефти или колебанием курсов валют обновляют цены в своих прайсах.

Компания-производитель Toyota RAV 4 меняет цены на весь модельный ряд своих автомобилей через регламентируемые промежутки времени. Такой подход концерна к ценообразованию дает возможность автолюбителям всего мира заблаговременно планировать приобретение автомобиля и не бояться, что какие-то факторы в будущем повлияют на их планы.

RAV 4 2019 года – новинка от компании Toyota

На представленных ниже фото можно ознакомиться с обновленной моделью Toyota RAV 4. Рестайлинговый вариант японского внедорожника был впервые продемонстрирован на Нью-Йоркском автосалоне весной 2015 года.

Читайте также:

Описание рестайлинговой версии Тойота Рав 4

По техническим характеристикам новая Тойота Рав 4 практически ничем не отличается от предшественников. Линейка силовых агрегатов осталась прежней:

• бензиновый мотор, объемом 2,0 литра и мощностью 150 л.с, комплектуемый вариатором или 6-ступенчатой МКПП;
• 2,5-литровый, 180-сильный бензиновый двигатель с 6-диапазоным автоматом и приводом на все колеса;
• предназначенный для реализации в европейских странах 2-литровый турбодизельный двигатель, мощностью 143 л.с. с полным приводом и автоматом;
• 2,2-литровый турбодизель, также укомплектованный полным приводом и АКПП, мощностью 150 л.с.

Дизайн Toyota RAV4

Представленные в обзоре картинки демонстрируют цвета кузова Toyota RAV 4, экстерьер автомобиля и дизайн салона. Глядя на фото салона и кузова Тойота Рав 4, может показаться, что обладая теми же техническими характеристиками и габаритными размерами, новая Тойота Рав 4 практически ничем не отличается от ранних моделей, но это не так.

В обновленном кузове полностью переделана передняя часть. Фальшрешетка радиатора значительно уже, чем у предшественников, установлена другая головная оптика. Новый передний бампер кажется объемнее, он придает автомобилю агрессивности.

Задняя часть автомобиля также отличается от старой модели. Обновленная версия Тойота Рав 4 получила новый задний бампер и полностью перекроенные фонари. Серьезные изменения претерпел дизайн колесных дисков. Вес автомобиля и объем багажника Toyota RAV4 также практически не изменились, но, в отличие от 2 и 3 моделей, запаска с задней двери перекочевала в багажник.

Обновленные технические характеристики и салон Тойота Рав 4

Как видно на представленных ниже фото Тойота Рав 4, салон также практически не изменился. Дизайнеры несколько улучшили щиток приборов, сделали его более информативным. В центре передней панели установили 4,2-дюймовый цветной дисплей и заменили селектор трансмиссии. В будущем разработчики обещают значительно улучшить качество материалов отделки салона, установить в нем еще один порт USB и розетку на 12V.

Такого превосходно лежащего в руках, привлекательного внешне и информативного рулевого колеса как у Toyota RAV4 нет, пожалуй, ни у одного японского, американского или европейского автомобиля. Руль одновременно и информативен, и практичен, и не перегружен большим количеством кнопок. Диапазон регулировок позволяет водителю удобно устроиться за рулем, что достаточно редко встречается в современных автомобилях.

Были также улучшены некоторые технические характеристики Toyota RAV4. Обновленная модель комплектуется:

• системой безопасности с адаптивным круиз-контролем Toyota Safety Sense;
• комплексом распознавания пешеходов и слежения за рядностью движения;
• системой, улучшающей круговой обзор;
• специальной системой, которая предупреждает фронтальные столкновения.

Ходовые характеристики Toyota RAV4: подвеска и клиренс

О надежности, внешней привлекательности, компактных, вместе с тем внушительных габаритах и отличных технических характеристиках Тойота Рав 4 известно автолюбителям всего мира. На представленных ниже фото можно убедиться во внешней привлекательности этого японца. В плане надежности и отсутствия поломок автомобиль также не вызывает нареканий у владельцев.

Технические характеристики, клиренс 197 мм и ходовые качества Тойота Рав 4 не дают возможность эксплуатировать его по глубоким ямам, по заснеженной или болотистой местности с глубокими колеями. Автомобиль не завезет с легкостью своего владельца в самые жуткие дебри. Но любые ямы, колеи, гололед и бордюры в городских условиях он преодолевает с легкостью, при этом автовладелец не рискует потерять бампера.

Достаточно мощный двигатель, заводящийся при любых погодных условиях, успешно выполняет положенные на него функции. Немного жесткая подвеска с достоинством выдерживает все испытания, которые сулят наши дороги. Подвергаясь серьезным испытаниям, подвеска всегда находится в прекрасном состоянии, требуя периодического обслуживания и замены некоторых деталей после определенного пробега.

Несколько «за» в пользу приобретения Toyota RAV4

Кроме удобных габаритных размеров, мощных, экономичных двигателей и отличных технических характеристик Toyota RAV4, можно отметить следующие преимущества автомобиля:

• широкая линейка двигателей и трансмиссий;
• доступная цена;
• как базовая, так и премиальная комплектация;
• привлекательный внешне, просторный и эргономичный салон из качественных материалов;
• высокие динамические характеристики и отличная управляемость;
• наличие «зимнего пакета», систем безопасности водителя, пассажиров и пешеходов.
• вместительный багажник.

Благодаря своей надежности, внешней привлекательности, габаритным размерам и техническим характеристикам, Тойота Рав 4 стал самым продаваемым внедорожником в странах Европы.

Размеры кузова Toyota RAV4 — Таблицы размеров

Сколько существует измерений и что они делают с реальностью?

Что-то пишет за столом, я протягиваю руку вверх, , чтобы включить лампу, и , вниз, , чтобы открыть ящик и достать ручку. Протягивая руку вперед , я касаюсь пальцами маленькой странной фигурки, подаренной мне моей сестрой как талисман на удачу, достигнув позади , я могу похлопать черного кота, прижимающегося к моей спине. Справа ведет к аналитическим заметкам для моей статьи, осталось к моей стопке «обязательных» пунктов (счета и корреспонденция).Вверх, вниз, вперед, назад, вправо, влево: я пилотирую себя в личном космосе трехмерного пространства, оси этого мира незримо давят на меня прямолинейной структурой моего офиса, определяемой, как и большинство западной архитектуры, три соединяющихся прямых угла.

Наша архитектура, наше образование и наши словари говорят нам, что пространство трехмерно. OED определяет его как «непрерывную область или пространство, которое свободно, доступно или не занято… Размеры высоты, глубины и ширины, внутри которых все существует и движется.В XVIII веке Иммануил Кант утверждал, что трехмерное евклидово пространство — это a priori необходимость, и, несмотря на то, что мы сейчас насыщены компьютерными изображениями и видеоиграми, мы постоянно подвергаемся представлению, казалось бы, аксиоматической декартовой сетки. . С точки зрения 21 века это кажется почти самоочевидным.

И все же представление о том, что мы обитаем в пространстве с любой математической структурой , является радикальным нововведением западной культуры, требующим ниспровержения давних представлений о природе реальности.Хотя рождение современной науки часто обсуждается как переход к механистическому объяснению природы, возможно, более важным — и, безусловно, более устойчивым — является трансформация, которую она привнесла в нашу концепцию пространства как геометрической конструкции.

За последнее столетие поиски описания геометрии пространства превратились в крупный проект теоретической физики, в котором эксперты от Альберта Эйнштейна и далее пытались объяснить все фундаментальные силы природы как побочные продукты формы самого пространства.В то время как на локальном уровне нас учат думать о пространстве как о трех измерениях, общая теория относительности рисует картину четырехмерной Вселенной, а теория струн утверждает, что у нее 10 измерений — или 11, если взять расширенную версию, известную как M- Теория. Существуют разновидности теории в 26 измерениях, и недавно чистые математики были наэлектризованы версией, описывающей пространства 24 измерений. Но что это за «размеры»? И что значит говорить о 10-мерном пространстве бытия?

Чтобы прийти к современному математическому образу мышления о пространстве, нужно сначала представить его как некую арену , которую может занимать материя.По крайней мере, «пространство» следует рассматривать как нечто расширенное . Каким бы очевидным это ни казалось нам, такая идея была анафемой для Аристотеля, чьи представления о физическом мире доминировали в западном мышлении в поздней античности и средневековье.

Строго говоря, аристотелевская физика не включала в себя теорию , пространство , а только концепцию , место . Представьте себе чашку, стоящую на столе. Для Аристотеля чаша окружена воздухом, который сам по себе является субстанцией.В его картине мира нет такой вещи, как пустое пространство, есть только границы между одним видом субстанции, чашей, и другим, воздухом. Или стол. Для Аристотеля «пространство» (если вы хотите его так назвать) было просто бесконечно тонкой границей между чашей и тем, что ее окружает. Без расширения пространство не было чем-то другим, могло быть в .

За столетия до того, как Аристотель, Левкипп и Демокрит постулировали теорию реальности, в которой использовался изначально пространственный способ видения — «атомистическое» видение, согласно которому материальный мир состоит из крошечных частиц (или атомов ), движущихся в пустоте.Но Аристотель отвергал атомизм, утверждая, что само понятие пустоты логически бессвязно. По его словам, «ничто» не может быть как . Преодоление возражений Аристотеля против пустоты и, следовательно, против концепции расширенного пространства, было бы проектом столетий. Лишь в начале 17 века Галилей и Декарт сделали расширенное пространство одним из краеугольных камней современной физики. Для обоих мыслителей, как выразился американский философ Эдвин Бертт в 1924 году, «физическое пространство считалось тождественным царству геометрии», то есть трехмерной евклидовой геометрии, которой нас сейчас учат в школе.

Задолго до того, как физики приняли евклидово видение, художники были первооткрывателями геометрической концепции пространства, и именно им мы обязаны этим замечательным скачком в нашей концептуальной структуре. В период позднего средневековья, под новым влиянием Платона и Пифагора, главных интеллектуальных соперников Аристотеля, в Европе начало распространяться представление о том, что Бог создал мир в соответствии с законами евклидовой геометрии. Следовательно, если художники хотят изобразить это правильно, они должны подражать Создателю в своих репрезентативных стратегиях.В период с 14 по 16 века такие художники, как Джотто, Паоло Уччелло и Пьеро делла Франческа, разработали методы так называемой перспективы — стиля, первоначально называвшегося «геометрическая фигура». постепенно научился строить изображения предметов в трехмерном пространстве. В процессе они перепрограммировали европейские умы, чтобы видеть пространство евклидовым способом.

Историк Сэмюэл Эдгертон рассказывает об этом замечательном переходе в современную науку в книге «Наследие геометрии Джотто » (1991), отмечая, как ниспровержение аристотелевского мышления о космосе было частично достигнуто как долгий, медленный побочный продукт того, что люди стояли перед перспективой. картины и чувства, интуитивно, как если бы они «просматривали» трехмерные миры по ту сторону стены.Что здесь необычно, так это то, что, в то время как философы и протоученые осторожно оспаривали аристотелевские представления о пространстве, художники радикально пересекали эту интеллектуальную территорию, обращаясь к чувствам. В буквальном смысле перспективное представление было формой виртуальной реальности, которая, как и сегодняшние VR-игры, была направлена ​​на то, чтобы дать зрителям иллюзию того, что они были перенесены в геометрически согласованные и психологически убедительные других мира.

Структура «реального» перешла от философского и богословского вопроса к геометрическому положению.

Иллюзорное евклидово пространство перспективной репрезентации, постепенно запечатлевшееся в европейском сознании, было воспринято Декартом и Галилеем как пространство реального мира. Здесь стоит добавить, что сам Галилей обучался перспективе. Его способность изображать глубину была важной особенностью его новаторских рисунков Луны, на которых изображены горы и долины и подразумевается, что Луна была такой же твердой материей, как Земля.

Приняв пространство перспективных изображений, Галилей смог показать, как такие объекты, как пушечные ядра, перемещаются в соответствии с математическими законами. Само пространство было абстракцией — безликой, инертной, неприкасаемой, неощутимой пустотой, единственным познаваемым свойством которой была его евклидова форма. К концу 17-го века Исаак Ньютон расширил это видение Галилея, чтобы охватить вселенную в целом, которая теперь стала потенциально бесконечным трехмерным вакуумом — огромной, не имеющей качества, пустотой, вечно простирающейся во всех направлениях.Таким образом, структура «реального» превратилась из философского и богословского вопроса в геометрическое положение.

Там, где художники использовали математические инструменты для разработки новых способов создания изображений, теперь, на заре «научной революции», Декарт открыл способ создавать изображения математических отношений самих по себе. В процессе он формализовал концепцию измерения и внедрил в наше сознание не только новый способ видения мира, но и новый инструмент для занятий наукой.

Почти каждый сегодня признает плоды гения Декарта в образе декартовой плоскости — прямоугольной сетке, отмеченной осями x и y, и системе координат .

По определению, декартова плоскость — это двумерное пространство, потому что нам нужны две координаты , чтобы идентифицировать любую точку в ней. Декарт обнаружил, что с этой структурой он может связывать геометрические формы и уравнения. Таким образом, круг с радиусом 1 можно описать уравнением x ² + y ² = 1.

Огромный массив фигур, которые мы можем нарисовать на этой плоскости, можно описать уравнениями, и такая «аналитическая» или «декартова» геометрия вскоре станет основой для исчисления , разработанного Ньютоном и Г.В. Лейбницем для дальнейшего анализа физиков. движения. Один из способов понять исчисление — это изучение кривых; так, например, он позволяет нам формально определить, где кривая является наиболее крутой или где она достигает локального максимума или минимума. Применительно к изучению движения математический анализ дает нам возможность анализировать и предсказывать, где, например, объект, брошенный в воздух, достигнет максимальной высоты или когда мяч, катящийся по изогнутому склону, достигнет определенной скорости.С момента своего изобретения исчисление стало жизненно важным инструментом почти для каждой отрасли науки.

Рассматривая предыдущую диаграмму, легко увидеть, как мы можем добавить третью ось. Таким образом, с помощью осей x, y и z мы можем описать поверхность сферы — как в шкуре пляжного мяча. Здесь уравнение (для сферы с радиусом 1) принимает следующий вид: x ² + y ² + z ² = 1

С помощью трех осей мы можем описывать формы в трехмерном пространстве. И снова каждая точка однозначно идентифицируется тремя координатами: это необходимое условие трехмерности, делающее пространство тремя -мерными.

Но зачем останавливаться на достигнутом? Что, если я добавлю четвертое измерение? Назовем это «п». Теперь я могу написать уравнение для чего-то, что, как я утверждаю, представляет собой сферу, находящуюся в четырехмерном пространстве: x ² + y ² + z ² + p ² = 1. Я не могу нарисовать этот объект для вы, но математически добавление еще одного измерения — законный ход. «Законное» означает, что в этом нет ничего логически противоречивого — нет причины, по которой я не могу.

«Измерение» становится чисто символическим понятием, не обязательно связанным с материальным миром.

И я могу продолжать, добавляя новые размеры.Итак, я определяю сферу в пятимерном пространстве с пятью осями координат (x, y, z, p, q), что дает нам уравнение: x ² + y ² + z ² + p ² + q ² = 1. И одно из шести измерений: x ² + y ² + z ² + p ² + q ² + r ² = 1 и т. д.

Хотя я, возможно, не смогу визуализировать сферы более высоких измерений, я могу описать их символически, и один из способов понимания истории математики — это осознание того, какие, казалось бы, разумные вещи мы можем превзойти.Именно это имел в виду Чарльз Доджсон, он же Льюис Кэрролл, когда в сериалах «Зазеркалье» и «Что там нашла Алиса» (1871 г.) он заставил Белую Королеву заявить о своей способности поверить в «шесть невозможных вещей перед завтраком».

Математически я могу описать сферу в любом количестве измерений, которое я выберу. Все, что мне нужно сделать, это добавить новые оси координат, которые математики называют «степенями свободы». Условно они называются x ₁ , x ₂ , x ₃ , x ₄ , x ₅ , x ₆ и так далее . Как любая точка на декартовой плоскости может быть описана двумя координатами (x, y), так и любая точка в 17-мерном пространстве может быть описана набором из 17 координат (x ₁ , x ₂ , x ₃ , x ₄ , x ₅ , x ₆ … x ₁₅ , x ₁₆ , x ₁₇ ). Поверхности, подобные приведенным выше сферам, в таких многомерных пространствах обычно называются многообразиями .

С точки зрения математики «измерение» — это не что иное, как другая координатная ось (другая степень свободы), которая в конечном итоге становится чисто символической концепцией, не обязательно связанной с материальным миром.В 1860-х годах логик-первопроходец Август Де Морган, работа которого повлияла на Льюиса Кэрролла, резюмировал все более абстрактный взгляд на эту область, отметив, что математика — это чисто « наука о символах » и как таковая не должна иметь ничего общего кроме себя. В некотором смысле математика — это логика, выходящая из поля воображения.

В отличие от математиков, которые вольны играть в области идей, физика связана с природой и, по крайней мере, в принципе, связана с материальными вещами.Тем не менее, все это открывает возможность освобождения, поскольку, если математика допускает более трех измерений и мы думаем, что математика полезна для описания мира, как мы узнаем, что физическое пространство ограничено тремя измерениями? Хотя Галилей, Ньютон и Кант считали длину, ширину и высоту аксиомой, разве в нашем мире не может быть еще других измерений?

Опять же, идея вселенной с более чем тремя измерениями была внедрена в общественное сознание с помощью художественной среды, в данном случае литературных спекуляций, наиболее известной в работе математика Эдвина Эбботта Flatland (1884).Эта очаровательная социальная сатира рассказывает историю скромного Квадрата, живущего на самолете, которого однажды посетило трехмерное существо, Лорд Сфера, который перенес его в великолепный мир Твердых тел. В этом объемном раю Square созерцает трехмерную версию себя, Куб, и начинает мечтать о продвижении в четвертое, пятое и шестое измерения. Почему не гиперкуб? Интересно, а гипер-гиперкуб?

К сожалению, во Флатландии Квадрат считается сумасшедшим и заперт в сумасшедшем доме.Одно из достоинств этой истории, в отличие от некоторых из более сладких анимаций и адаптаций, которые она вдохновила, — это признание опасностей, связанных с выставлением напоказ социальных условностей. В то время как Квадрат приводит доводы в пользу других измерений пространства, он также приводит доводы в пользу других измерений бытия — он математический чудак.

В конце 19 — начале 20 веков множество авторов (Герберт Уэллс, математик и писатель-фантаст Чарльз Хинтон, придумавший слово «тессеракт» для обозначения четырехмерного куба), художники (Сальвадор Дали) и мыслители-мистики ( Успенский) исследовал идеи о четвертом измерении и о том, что может означать для человека столкновение с ним.

Затем, в 1905 году, неизвестный физик по имени Альберт Эйнштейн опубликовал статью, в которой реальный мир описывался как четырехмерный сеттинг. В его «специальной теории относительности» время было добавлено к трем классическим измерениям пространства. В математическом формализме теории относительности все четыре измерения связаны вместе, и термин пространство-время вошел в наш лексикон. Это собрание отнюдь не было произвольным. Эйнштейн обнаружил, что, идя по этому пути, возник мощный математический аппарат, который превзошел физику Ньютона и позволил ему предсказывать поведение электрически заряженных частиц.Только в четырехмерной модели мира можно полностью и точно описать электромагнетизм.

Относительность была намного больше, чем просто литературная игра, особенно после того, как Эйнштейн расширил ее от «специальной» до «общей» теории. Теперь многомерное пространство наполнилось глубоким физическим смыслом.

В картине мира Ньютона материя движется в пространстве во времени под действием естественных сил, особенно гравитации. Пространство, время, материя и сила — разные категории реальности.С помощью специальной теории относительности Эйнштейн продемонстрировал, что пространство и время едины, тем самым уменьшив фундаментальные физические категории с четырех до трех: пространство-время, материя и сила. Общая теория относительности делает следующий шаг, включив силу гравитации в структуру самого пространства-времени. Если смотреть с точки зрения 4D, гравитация — это всего лишь артефакт формы пространства.

Чтобы разобраться в этой замечательной ситуации, представим на время ее двумерный аналог. Представьте себе батут и представьте, что мы рисуем на его поверхности декартову сетку.Теперь поместите шар для боулинга на решетку. Вокруг него поверхность будет растягиваться и искривляться, поэтому некоторые точки удаляются друг от друга. Мы нарушили естественную меру расстояния в пространстве, сделав его неровным. Общая теория относительности утверждает, что это искривление — это то, что тяжелый объект, такой как Солнце, делает с пространством-временем, а отклонение от декартова совершенства самого пространства вызывает явление, которое мы воспринимаем как гравитацию.

В то время как в физике Ньютона гравитация возникает из ниоткуда, у Эйнштейна она возникает естественным образом из внутренней геометрии четырехмерного многообразия; в местах, где многообразие растягивается больше всего или больше всего отклоняется от декартовой регулярности, гравитация ощущается сильнее.Иногда это называют «физикой резинового листа». Здесь огромная космическая сила, удерживающая планеты на орбите вокруг звезд и звезды на орбите вокруг галактик, является не чем иным, как побочным эффектом искривленного пространства. Гравитация — это буквально геометрия в действии.

Если перемещение в четыре измерения помогает объяснить гравитацию, может ли пятимерное мышление иметь какое-либо научное преимущество? Почему бы не попробовать? — спросил молодой польский математик Теодор Калуца ​​в 1919 году, думая, что если бы Эйнштейн поглотил гравитацию в пространство-время, то, возможно, другое измерение могло бы аналогичным образом объяснить силу электромагнетизма как артефакт геометрии пространства-времени.Итак, Калуца ​​добавил еще одно измерение к уравнениям Эйнштейна и, к своему удовольствию, обнаружил, что в пяти измерениях обе силы прекрасно складываются как артефакты геометрической модели.

Вы муравей, бегущий по длинному тонкому шлангу, даже не подозревая о крошечном размере круга под ногами.

Математика подходила как по волшебству, но проблема в этом случае заключалась в том, что дополнительное измерение, казалось, не коррелировало с каким-либо конкретным физическим качеством. В общей теории относительности четвертое измерение было раз ; Согласно теории Калуцы, это не было на что-то , на что можно было бы указать, увидеть или почувствовать: это просто было в математике.Даже Эйнштейн отказался от такой неземной инновации. Что это? — спросил он. Где это ?

В 1926 году шведский физик Оскар Кляйн ответил на этот вопрос в манере, которая звучит как что-то прямо из страны чудес. Представьте, — сказал он, — что вы муравей, живущий на длинном, очень тонком шланге. Вы можете бегать по шлангу взад и вперед, даже не осознавая крошечный размер круга под ногами. Только ваши муравьиные физики с их мощными муравьиными микроскопами могут увидеть это крошечное измерение.Согласно Кляйну, каждая точка в нашего четырехмерного пространства-времени имеет небольшой дополнительный круг пространства, подобный этому, который слишком мал, чтобы мы могли его увидеть. Поскольку он на много порядков меньше атома, неудивительно, что мы до сих пор его упускали. Только физики, обладающие сверхмощными ускорителями частиц, могут надеяться увидеть все в таком ничтожном масштабе.

Когда физики преодолели первоначальный шок, они были очарованы идеей Кляйна, и в 1940-х годах теория была разработана с мельчайшими математическими подробностями и помещена в квантовый контекст.К сожалению, бесконечно малый масштаб нового измерения не позволил представить, как это можно проверить экспериментально. Кляйн подсчитал, что диаметр крошечного круга был всего 10 ^-30 см. Для сравнения: диаметр атома водорода составляет 10 ^-8 см, поэтому мы говорим о чем-то более чем на 20 порядков меньше, чем самый маленький атом. Даже сегодня мы и близко не видим такой минутной шкалы. Так идея вышла из моды.

Калуцу, однако, было нелегко удержать. Он верил в свое пятое измерение, и он верил в силу математической теории, поэтому он решил провести собственный эксперимент. Он остановился на плавании. Калуца ​​не умел плавать, поэтому он прочитал все, что мог о теории плавания, и когда он почувствовал, что увлекся водными упражнениями в принципе, он повел свою семью к морю и бросился в волны, где о чудо он умел плавать.По мнению Калуцы, плавательный эксперимент подтвердил справедливость теории, и, хотя он не дожил до триумфа своего любимого пятого измерения, в 1960-х теоретики струн возродили идею многомерного пространства.

К 1960-м годам физики открыли две дополнительные силы природы, действующие на субатомном уровне. Названные слабой ядерной силой и сильной ядерной силой , они ответственны за некоторые типы радиоактивности и за удерживание кварков вместе, чтобы сформировать протоны и нейтроны, составляющие атомные ядра.В конце 1960-х годов, когда физики начали исследовать новый предмет теории струн (который утверждает, что частицы подобны крохотным резиновым полоскам, колеблющимся в пространстве), идеи Калуцы и Кляйна снова стали осознаваться, и теоретики постепенно начали задаваться вопросом, есть ли эти два субатомных элемента. силы могут быть описаны как , так и в терминах геометрии пространства-времени.

Оказывается, чтобы охватить обе эти две силы, мы должны добавить еще пяти измерений к нашему математическому описанию.Не существует a priori , почему должно быть пять; и, опять же, ни одно из этих дополнительных измерений не имеет прямого отношения к нашему сенсорному опыту. Они просто есть в математике. Итак, это подводит нас к 10 измерениям теории струн. Здесь есть четыре крупномасштабных измерения пространства-времени (описываемых общей теорией относительности) плюс шесть дополнительных «компактных» измерений (одно для электромагнетизма и пять для ядерных сил), все они свернуты в некоторые дьявольски сложные, сжатые- вверх, геометрическая структура.

Физики и математики прилагают огромные усилия, чтобы понять все возможные формы, которые может принимать это миниатюрное пространство, и какая из множества альтернатив, если таковая имеется, реализуется в реальном мире. Технически эти формы известны как многообразия Калаби-Яу, и они могут существовать в любом количестве , даже более высоких измерений. Экзотические, сложные создания, эти необычные формы составляют абстрактную таксономию в многомерном пространстве; их двухмерный разрез (лучшее, что мы можем сделать для визуализации того, как они выглядят) напоминает кристаллические структуры вирусов; они почти выглядят живыми .

Двумерный разрез многообразия Калаби-Яу. Предоставлено Wikipedia

Существует множество версий уравнений теории струн, описывающих 10-мерное пространство, но в 1990-х годах математик Эдвард Виттен из Института перспективных исследований в Принстоне (давнее увлечение Эйнштейна) показал, что все можно несколько упростить. если взять 11-мерную перспективу. Он назвал свою новую теорию M-теорией и загадочно отказался сказать, что означает буква «M». Обычно говорят, что это «мембрана», но также предлагались «матрица», «хозяин», «тайна» и «монстр».

Наша может быть лишь одной из многих сосуществующих вселенных, каждая из которых представляет собой отдельный 4-мерный пузырь на более широкой арене 5-мерного пространства

До сих пор у нас нет свидетельств каких-либо из этих дополнительных измерений — мы все еще находимся в стране плавающих физиков, мечтающих о миниатюрном ландшафте, к которому мы еще не можем получить доступ, — но теория струн, как оказалось, имеет важные последствия для самой математики. Недавно разработка версии теории, имеющей 24 измерения, показала неожиданные взаимосвязи между несколькими основными разделами математики, а это означает, что, даже если теория струн не принесет успеха в физике, она окажется очень полезным источником чисто теоретических знаний. теоретическая проницательность.В математике 24-мерное пространство — это нечто особенное — в нем происходят волшебные вещи, например, способность упаковывать сферы вместе особенно элегантным образом — хотя маловероятно, что реальный мир имеет 24 измерения. Большинство струнных теоретиков считают, что для мира, который мы любим и в котором мы живем, достаточно 10 или 11 измерений.

В теории струн есть еще одно последнее изменение, заслуживающее внимания. В 1999 году Лиза Рэндалл (первая женщина, получившая должность физика-теоретика в Гарварде) и Раман Сундрам (индийско-американский теоретик частиц) предположили, что может быть дополнительное измерение в космологической шкале, которая описывается общей теорией относительности.Согласно их теории «брана» — «брана» — это сокращение от «мембрана» — то, что мы обычно называем нашей Вселенной , может быть встроено в гораздо большее пятимерное пространство, своего рода супервселенную. В этом суперпространстве наша могла бы быть лишь одной из целого ряда сосуществующих вселенных, каждая из которых представляет собой отдельный 4-мерный пузырь в более широкой арене 5-мерного пространства.

Трудно сказать, сможем ли мы когда-нибудь подтвердить теорию Рэндалла и Сандрама. Однако были проведены аналогии между этой идеей и зарождением современной астрономии.500 лет назад европейцы сочли невозможным представить себе другие физические «миры», помимо нашего собственного, однако теперь мы знаем, что Вселенная населена миллиардами других планет , вращающихся вокруг миллиардов других звезд. Кто знает, однажды наши потомки смогут найти доказательства существования миллиардов других вселенных, каждая со своими уникальными уравнениями пространства-времени.

Проект понимания геометрической структуры пространства — одно из знаковых достижений науки, но, возможно, физики достигли конца этого пути.Ведь оказывается, что в некотором смысле Аристотель был прав — действительно, есть логические проблемы с понятием расширенного пространства. Несмотря на все экстраординарные успехи теории относительности, мы знаем, что ее описание пространства не может быть окончательным, потому что на квантовом уровне оно не работает. Последние полвека физики безуспешно пытались объединить свое понимание пространства в космологическом масштабе с тем, что они наблюдают в квантовом масштабе, и все больше кажется, что такой синтез может потребовать радикально новой физики.

После того, как Эйнштейн разработал общую теорию относительности, он провел большую часть своей жизни, пытаясь «построить все законы природы из динамики пространства и времени, сведя физику к чистой геометрии», как сказал Робберт Дейкграаф, директор Института. для продвинутого исследования в Принстоне, поставили недавно. «Для [Эйнштейна] пространство-время было естественным« базовым уровнем »в бесконечной иерархии научных объектов». Подобно картине мира Ньютона, Эйнштейн делает пространство первичной основой бытия, ареной, на которой все происходит.Однако в очень крошечных масштабах, где преобладают квантовые свойства, законы физики показывают, что пространство, как мы привыкли думать о нем, может не существовать.

Среди некоторых физиков-теоретиков возникает мнение, что космос на самом деле может быть возникающим явлением, созданным чем-то более фундаментальным, примерно так же, как температура возникает как макроскопическое свойство, возникающее в результате движения молекул. Как выразился Дейкграаф: «Современная точка зрения рассматривает пространство-время не как отправную точку, а как конечную точку, как естественную структуру, которая возникает из сложности квантовой информации.’

Ведущим сторонником новых взглядов на пространство является космолог Шон Кэрролл из Калифорнийского технологического института, который недавно сказал, что классическое пространство не является «фундаментальной частью архитектуры реальности», и утверждал, что мы ошибаемся, придавая ему такой особый статус. четыре или 10 или 11 измерений. Там, где Дейкграаф проводит аналогию с температурой, Кэрролл предлагает нам рассмотреть «влажность», возникающий феномен соединения множества молекул воды. Ни одна отдельная молекула воды не является влажной, только когда вы собираете их вместе, влажность становится качеством.100) измерений »- это 10, за которыми следует гугол нулей, или 10 000 триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов нулей. Трудно представить себе это почти невероятно огромное количество, которое сводит на нет количество частиц в известной Вселенной. Тем не менее, каждый из них представляет собой отдельное измерение в математическом пространстве, описываемом квантовыми уравнениями; каждому — новая «степень свободы», которой располагает Вселенная.

Даже Декарт мог быть ошеломлен тем, куда привело нас его видение, и какая ослепительная сложность заключена в простом слове «измерение».

Это эссе стало возможным благодаря поддержке гранта журнала Aeon от Templeton Religion Trust. Мнения, выраженные в этой публикации, принадлежат авторам и не обязательно отражают точку зрения Templeton Religion Trust.

Спонсоры журнала Aeon Magazine не участвуют в принятии редакционных решений, включая ввод в эксплуатацию или утверждение содержания.

Как у Вселенной могло быть больше измерений

Теория струн — это предполагаемая теория всего, что, как надеются физики, однажды объяснит… все.

Все силы, все частицы, все константы, все вещи под одной теоретической крышей, где все, что мы видим, является результатом крошечных вибрирующих струн. Теоретики работали над этой идеей с 1960-х годов, и первое, что они поняли, это то, что для того, чтобы теория работала, должно быть на измерений больше, чем четыре, к которым мы привыкли, .

Но это не так безумно, как кажется.

Связано: Объяснение альтернатив теории большого взрыва (инфографика)

Пространственная катастрофа

В теории струн маленькие петли вибрирующей струнности (в теории они являются фундаментальным объектом реальности) проявляются как различные частицы (электроны, кварки, нейтрино и т. д.) и как носители сил природы (фотоны, глюоны, гравитоны и т. д.). Они делают это благодаря своим вибрациям. Каждая струна настолько крошечная, что кажется нам не более чем точечной частицей, но каждая струна может вибрировать в разных режимах, точно так же, как вы можете получить разные ноты из гитарной струны.

Считается, что каждый режим вибрации относится к разному типу частиц. Итак, все струны, вибрирующие в одну сторону, выглядят как электроны, все струны, вибрирующие в другую сторону, выглядят как фотоны и так далее.То, что мы видим как столкновения частиц, с точки зрения теории струн, представляет собой связку струн, сливающихся вместе и разделяющихся на части.

Но для того, чтобы математика работала, в нашей Вселенной должно быть более четырех измерений. Это потому, что наше обычное пространство-время не дает струнам достаточно «места» для вибрации всеми способами, которые им необходимы для того, чтобы полностью выразить себя как все разновидности частиц в мире. Они слишком стеснены.

Другими словами, струны не просто качаются, они качаются в гиперпространстве.

Текущие версии теории струн требуют всего 10 измерений, в то время как еще более гипотетическая теория сверхструн, известная как M-теория, требует 11. Но когда мы смотрим вокруг Вселенной, мы видим только обычные три пространственных измерения плюс измерение время. Мы почти уверены, что если бы у Вселенной было более четырех измерений, мы бы уже заметили это.

Каким образом требование теории струн о дополнительных измерениях может быть согласовано с нашим повседневным опытом во Вселенной?

Свернувшись калачиком и компактно

К счастью, теоретики струн смогли указать на исторический антецедент этой, казалось бы, радикальной идеи.

Еще в 1919 году, вскоре после того, как Альберт Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности, математик и физик Теодор Калуца ​​просто забавлялся с уравнениями. И он обнаружил кое-что особенно интересное, когда добавил к уравнениям пятое измерение — ничего не произошло. Уравнения относительности на самом деле не заботятся о количестве измерений; это то, что вы должны добавить, чтобы применить теорию к нашей Вселенной.

Но затем Калуца ​​добавил особый поворот к этому пятому измерению, заставив его обернуться вокруг себя в том, что он назвал «цилиндрическим состоянием».«Это требование привело к появлению чего-то нового: Калуца ​​восстановил обычные уравнения общей теории относительности в обычных четырех измерениях, а также новое уравнение, которое воспроизводило выражения электромагнетизма.

Похоже, добавление измерений могло потенциально объединить физику.

В ретроспективе это было немного отвлекающим маневром

Тем не менее, пару десятилетий спустя другой физик, Оскар Клейн, попытался интерпретировать идею Калуцы в терминах квантовой механики.-35 метров.

Множество многообразий теории струн

Если бы дополнительное измерение (или измерения) действительно было таким маленьким , мы бы сейчас не заметили. Он настолько мал, что мы не можем надеяться напрямую исследовать его с помощью наших экспериментов с высокими энергиями. И если эти измерения обернуты сами по себе, то каждый раз, когда вы перемещаетесь в четырехмерном пространстве, вы действительно путешествуете по этим дополнительным измерениям миллиарды и миллиарды раз.

И это измерения, в которых живут струны теории струн.200000.

Оказывается, когда вам нужно шесть измерений свернуться калачиком и дать им почти любой возможный способ сделать это, это… складывается.

Есть много разных способов обернуть эти дополнительные измерения в себя. И каждая возможная конфигурация будет влиять на то, как струны внутри них вибрируют. Поскольку способы, которыми вибрируют струны, определяют их поведение здесь, в макроскопическом мире, каждый выбор многообразия приводит к отдельной вселенной со своим собственным набором физики.

Таким образом, только один коллектор может дать начало миру в том виде, в каком мы его видим . Но какой?

К сожалению, теория струн не может дать нам ответа, по крайней мере, пока. Проблема в том, что теория струн еще не закончена — у нас есть только различные методы приближения, которые, как мы надеемся, приблизятся к реальности, но прямо сейчас мы понятия не имеем, насколько мы правы. Таким образом, у нас нет математической технологии для отслеживания цепочки, от конкретного многообразия до конкретной вибрации струны и физики Вселенной.

Ответ теоретиков струн — это нечто, называемое Пейзаж, мультивселенная всех возможных вселенных, предсказываемых различными многообразиями, с нашей Вселенной как лишь одной точкой среди многих.

И вот где теория струн находится сегодня где-то на Ландшафте.

Пол М. Саттер — астрофизик в SUNY Стоуни Брук и Институт Флэтайрон, принимающий Спросите космонавта и Space Radio , и автор Your Place во Вселенной .

Узнайте больше, послушав серию «Стоит ли того теория струн? (Часть 3: Измерение — это судьба)» в подкасте «Спроси космонавта», доступном в iTunes и в Интернете по адресу http: //www.askaspaceman .com. Спасибо John C., Zachary H., @edit_room, Matthew Y., Christopher L., Krizna W., Sayan P., Neha S., Zachary H., Joyce S., Mauricio M., @shrenicshah, Panos T. ., Друв Р., Мария А., Тер Б., oiSnowy, Эван Т., Дэн М., Джон Т., @twblanchard, Аури, Кристофер М., @unplugged_wire, Джакомо С., Gully F. за вопросы, которые привели к этому материалу! Задайте свой вопрос в Twitter, используя #AskASpaceman, или подписавшись на Paul @PaulMattSutter и facebook.com/PaulMattSutter.

Следуйте за нами в Twitter @Spacedotcom и на Facebook .

Представляя мир с 4-мя пространственными измерениями

Новое измерение

Независимо от ваших существующих знаний в области науки, четвертое измерение пространства — очень трудная для понимания концепция.Мы говорим не о четвертом измерении времени, а о другом пространственном измерении.

Чтобы понять, насколько сложно представить себе мир с четвертым пространственным измерением, давайте проведем несколько сравнений. Во-первых, представьте себе цвет, которого в настоящее время не существует. Затем попробуйте придумать способ описать появление синего цвета для человека, который не видит.

Непросто, правда? Мы сталкиваемся с точно такими же проблемами, когда пытаемся представить себе четвертое измерение пространства.Даже для тех из нас, кто обладает самым мощным визуальным воображением, невозможно представить себе, как четырехмерный объект будет выглядеть в трехмерном мире. Воистину и совершенно невозможно.

Math может оказать нам небольшую помощь в этой области. Видите ли, для математика четвертое измерение может быть представлено с помощью координатной геометрии и векторов в алгебраическом четырехмерном пространстве.

Конечно, это всего лишь дополнительное направление , записанное на двухмерном листе бумаги… не реальное измерение .В этом смысле координаты будут обрабатываться точно так же, как и другие три направления, поэтому на самом деле это не добавляет ничего нового к нашему пониманию.

Тем не менее, координатная геометрия помогает нам понять, насколько сложно постичь четвертое пространственное измерение для таких существ, как мы, живущих в трехмерном мире.

Короче говоря, понять мир с четырьмя пространственными измерениями чрезвычайно сложно, но что было бы весело, если бы мы не попробовали?

Трехмерный мир

Один из наиболее эффективных способов объяснения этого неуловимого измерения — использовать последовательность гиперкубов, начиная с нулевого измерения и заканчивая четвертым измерением (то есть пятью отдельными измерениями в целом).

Наш первый гиперкуб (назовем его для краткости HC) — это 0-HC. Он не занимает объема, потому что не имеет ширины, длины или глубины. В результате это фактически бесконечно малая точка в пространстве.

Эта идея часто используется в физике и математике для упрощения сценариев и разработки уравнений. Например, при использовании законов Ньютона для создания уравнения давления газа в контейнере предполагается, что частицы не имеют объема. Вы также будете использовать этот принцип при выполнении даже самой базовой геометрии в математике.При нанесении координаты, прежде чем присоединить ее к другим, вы (теоретически) создали бесконечно маленькую точку в нулевом измерении (конечно, ваш карандаш никогда не может быть достаточно острым, чтобы буквально сделать это).

Затем возьмите бесконечно маленькую точку и вытяните ее по прямой линии в любом направлении. Теперь вы создали 1-HC. У измерения по-прежнему нет ни ширины, ни высоты, но вы задали ему длину и тем самым поместили его в первое измерение. Теоретически, если вы проведете новую линию в бесконечном направлении, вы фактически создадите все одно измерение.

После этого возьмите 1-HC и снова вытяните. На этот раз вытяните его перпендикулярно исходному направлению, чтобы создать плоскость. Представим, что вы сделали квадрат. Этот новый гиперкуб теперь находится во втором измерении, потому что он может различаться по двум параметрам: ширине и длине. Мы можем назвать это 2-HC, и аналогично вашей линии 1-HC, если вы расширите квадрат до бесконечности, вы создадите двумерное пространство.

Единственное направление для расширения нашего гиперкуба — это высота.Конечно, вы не можете сделать это на бумаге, но если у вас есть доступ к программному обеспечению для трехмерных компьютерных графиков (например, Autograph), вы можете попробовать это. Для этого вы должны создать свой 2-HC, а затем поднять его в третье измерение, чтобы создать куб.

Ширину, длину и высоту этой новой формы можно измерить, и все ее углы равны 90 градусам. Опять же, это также можно бесконечно расширять, чтобы создать целое трехмерное пространство, и, очевидно, это измерение, в котором мы, люди, живем.

Представляя четвертое измерение

Вот где мы начинаем исследовать необычное. Попробуйте представить себе четвертое направление. Честно попробуй несколько секунд.

Не получается? У нас больше нет возможности расширить наш гиперкуб в нашем трехмерном мире, но это можно сделать в четвертом измерении пространства-времени. Мы называем это тессеракт.

Есть несколько способов проиллюстрировать это расширение, но их будет очень сложно объяснить в этой статье.Вместо этого я воспользуюсь практическим подходом, но об этом четвертом расширении интересно поразмышлять, а в сети есть несколько хороших анимационных изображений, если вы поищете их.

Теперь представьте себя смотрящим на лист бумаги и представьте, что этот лист является домом для мира, существующего только в двухмерном пространстве-времени.

Несмотря на то, что второе измерение существует в третьем измерении, существа в этом двухмерном пространстве-времени не будут знать, что вы существуете, потому что они не будут иметь представления о другом направлении пространства — они не могли смотреть вверх, чтобы увидеть вас, потому что «вверх» »- это не та концепция, которую они могут понять.Нам легко сказать «высота», потому что мы ощущаем высоту, но помните, как вам было трудно придумать четвертое направление?

Если вы просунете палец в их мир, он будет выглядеть как плоский диск без высоты, если смотреть сбоку. Кроме того, если бы они были на внешней стороне квадрата с точкой внутри, вы могли бы довольно легко проникнуть внутрь этого квадрата и вытащить точку. Двумерные существа не имели бы представления, как это было возможно, потому что для них вы каким-то образом перешли единственные известные им границы измерений.Вы могли бы сделать это, потому что второе измерение имеет поперечное сечение через наше пространство.

Я знаю, что это может немного сбивать с толку, но это полезно для того, чтобы представить, как нам могло бы показаться существо, существовавшее в четвертом измерении. Мы не могли точно сказать, как они появятся, но мне однажды сказали, что они будут выглядеть как «пучок кожных пятен». 4-D существо сможет видеть все в нашем трехмерном пространстве, потому что они будут существовать за пределами наших границ, а также смогут видеть внутри любого объекта.

Это было бы ужасно, но у них была бы сила заглянуть внутрь вашего тела и удалить любой из ваших органов, даже не проникая через вашу кожу. Точно так же, как вы можете удалить точку, втягивая ее в свое измерение, они могут сделать то же самое с вами (возможно, своего рода месть в альянсе 2-D / 4-D?). Точно так же эти существа вполне могут существовать в нашей собственной вселенной и могут жить здесь без обнаружения, но, опять же, мы никогда не сможем их увидеть, так же как двумерные существа никогда не увидят нас.

Как читатель футуризма, мы приглашаем вас присоединиться к Singularity Global Community, форуму нашей материнской компании, чтобы обсудить футуристическую науку и технологии с единомышленниками со всего мира. Присоединяйтесь бесплатно, зарегистрируйтесь сейчас!

Познакомьтесь с четырехмерными числами, которые привели к современной алгебре

Представьте, что вы заводите часовую стрелку назад с 3 часов до полудня. Математики давно знают, как описать это вращение как простое умножение: число, представляющее начальное положение часовой стрелки на плоскости, умножается на другое постоянное число.Но возможен ли подобный трюк для описания вращения в пространстве? Здравый смысл говорит «да», но Уильям Гамильтон, один из самых плодовитых математиков XIX века, более десяти лет пытался найти математику для описания вращения в трех измерениях. Маловероятное решение привело его к третьей из четырех систем счисления, которые подчиняются близкому аналогу стандартной арифметики и помогли ускорить развитие современной алгебры.

Реальные числа образуют первую такую ​​систему счисления.Последовательность чисел, которую можно упорядочить от наименьшего к наибольшему, вещественные числа включают в себя все знакомые символы, которые мы изучаем в школе, например –3,7, квадратный корень из 5 и 42. Алгебраисты эпохи Возрождения наткнулись на вторую систему чисел, которая может быть складывали, вычитали, умножали и делили, когда они поняли, что решение некоторых уравнений требует нового числа, i, которое не помещается ни в одной строке действительных чисел. Они сделали первые шаги с этой линии на «комплексную плоскость», где ошибочно названные «мнимые» числа соединяются с реальными числами, такими как пара заглавных букв и цифр в игре «Морской бой».В этом плоском мире «комплексные числа» представляют собой стрелки, которые можно перемещать, добавляя и вычитая, или поворачивая и растягивая, умножая и разделяя.

Гамильтон, ирландский математик и тезка «гамильтонова» оператора в классической и квантовой механике, надеялся выбраться из комплексной плоскости, добавив мнимую ось j. Это было бы похоже на то, как Милтон Брэдли превратил «Морской бой» в «Боевую подводную лодку» со столбцом строчных букв. Но в трех измерениях было что-то необычное, что ломало каждую систему, о которой только мог подумать Гамильтон.«Он, должно быть, перепробовал миллионы вещей, и ни одна из них не сработала», — сказал Джон Баэз, математик из Калифорнийского университета в Риверсайде. Проблема заключалась в умножении. В комплексной плоскости умножение производит вращения. Как бы Гамильтон ни пытался определить умножение в трехмерном пространстве, ему не удавалось найти противоположное деление, которое всегда давало содержательные ответы.

Чтобы понять, что делает трехмерное вращение намного сложнее, сравните вращение рулевого колеса с вращением земного шара. Все точки на колесе движутся вместе одинаково, поэтому они умножаются на одно и то же (комплексное) число.Но точки на земном шаре движутся быстрее всего вокруг экватора и медленнее, когда вы движетесь на север или юг. Важно отметить, что полюса вообще не меняются. Если бы трехмерные вращения работали как двухмерные вращения, объяснил Баэз, каждая точка перемещалась бы.

Решение, которое головокружительный Гамильтон, как известно, вырезал на мосту через Брум в Дублине, когда он наконец поразил его 16 октября 1843 года, заключался в том, чтобы вставить земной шар в более крупное пространство, где вращение больше похоже на двухмерное. С помощью не двух, а трех мнимых осей, i, j и k, плюс вещественной числовой линии a, Гамильтон мог определять новые числа, похожие на стрелки в четырехмерном пространстве.Он назвал их «кватернионами». К ночи Гамильтон уже набросал схему вращения трехмерных стрелок: он показал, что их можно рассматривать как упрощенные кватернионы, созданные установкой a, действительной части, равной нулю и сохранением только мнимых компонентов i, j и k — трио, для которых Гамильтон изобрел слово «вектор». Вращение трехмерного вектора означало его умножение на пару полных четырехмерных кватернионов, содержащих информацию о направлении и степени вращения. Чтобы увидеть умножение кватернионов в действии, посмотрите недавно выпущенное видео популярного математического аниматора 3Blue1Brown ниже.

Все, что вы могли сделать с действительными и комплексными числами, вы можете сделать с кватернионами, за исключением одной резкой разницы. В то время как 2 × 3 и 3 × 2 равны 6, порядок имеет значение для умножения кватернионов. Математики никогда раньше не сталкивались с таким поведением чисел, хотя оно отражает вращение обычных предметов. Например, положите телефон лицевой стороной вверх на плоскую поверхность. Поверните его на 90 градусов влево, а затем переверните от себя. Обратите внимание, в какую сторону направлена ​​камера.Вернувшись в исходное положение, сначала переверните его от себя, а затем поверните влево вторым. Видите, вместо этого камера указывает вправо? Это изначально тревожное свойство, известное как некоммутативность, оказалось особенностью, которую кватернионы разделяют с реальностью.

Но ошибка таилась и в новой системе счисления. В то время как телефон или стрелка поворачиваются на 360 градусов, кватернион, описывающий это вращение на 360 градусов, поворачивается только на 180 градусов в четырехмерном пространстве.Вам нужно два полных оборота телефона или стрелки, чтобы вернуть связанный кватернион в исходное состояние. (Остановка после одного оборота оставляет кватернион перевернутым, поскольку мнимые числа квадратов равны –1.) Чтобы немного понять, как это работает, взгляните на вращающийся куб выше. Один оборот закручивает прикрепленные ремни, а второй снова их сглаживает. Кватернионы ведут себя примерно так же.

Не можете представить формы в четырех измерениях? Просто распечатайте их

Прошлой весной математик Генри Сегерман нашел в Facebook своеобразный пост.Это сделал программист, который не мог вызывать мысленные образы — состояние, называемое афантазией. Сегерман сразу понял, что живет с такими же ограничениями. «Когда я пытаюсь что-то визуализировать, я ничего не вижу», — говорит он. Что любопытно, потому что 37-летний Сегерман сделал карьеру на визуализации сложных математических фигур. Он является пионером в использовании технологии трехмерной печати, чтобы вынести разреженную геометрию, такую ​​как четырехмерные симметрии, из умов математиков в руки студентов и ученых.«Я не могу видеть в трехмерном пространстве, а тем более в четырехмерном», — говорит Сегерман.

За последние пару десятилетий математики все больше полагались на цифровые изображения для определения сложных форм. Но некоторые характеристики и симметрии просто не очевидны, пока вы не посмотрите на физическое представление. Цифровой рендеринг, даже если его можно повернуть, в конце концов, представляет собой всего лишь серию двухмерных изображений. При попытке изучить форму в четырехмерном пространстве, не говоря уже о трехмерном, теряется еще больше. «Это все символы. Я хочу увидеть это. Я хочу держать его в руке », — говорит Сегерман.Используя математику, которую он переводит в код для трехмерного принтера, он создает физические представления всего, от круговых параболоидов до гиперболических сот, некоторые из которых появляются в его новой книге Визуализация математики с помощью 3D-печати . В главах книги геометрические концепции, такие как симметрия и кривизна, объясняются с использованием замысловатых трехмерных форм (которые вы можете заказать для себя в компании Shapeways, занимающейся трехмерной печатью).

До появления трехмерной печати математикам приходилось прибегать к гипсовым формам или резьбе по дереву, если они хотели получить физическое представление формы.«Математики склонны думать об объектах, которые трудно визуализировать, которые находятся в более чем двух измерениях и чья физическая структура, расположение и симметрии действительно жизненно важны для понимания объекта», — говорит Лаура Таалман, математик из Джеймса. Мэдисонский университет, который только что закончил двухлетний отпуск, консультируя по индустрии трехмерной печати. «И это не значит, что вы можете просто пойти в магазин и купить себе пятиугольный шестигранник». Таалман вспоминает, как ходила в строительный магазин и собирала обрывки веревки и дюбелей, чтобы сделать свои модели сложных узлов и шарнирных поверхностей.

Каждая из пяти частей этой квинтэссенции состоит из шести додекаэдрических ячеек. Он основан на 120-ячейке, одном из шести правильных многогранников в четырехмерном пространстве.

Кристи Хемм Клок / Wired

Сегерман был одним из первых математиков, осознавших потенциал трехмерной печати для создания форм с невозможной (для человеческой руки) точностью. Он начал с простого представления математических концепций, которые он считал интересными, и в конце концов начал создавать модели, чтобы помочь другим математикам в их исследованиях.А затем он составил головоломки и математические формы, которые он нашел эстетически приятными. Он выставлял эти объекты в галереях и выставках на математическую тематику по всему миру.

Прежде всего, Сегерман любит использовать формы для объяснения математических понятий, которые непонятны без ученой степени. Экспонат А: геодезическое седло. Он состоит из десятков шарнирных равносторонних треугольников. Если положить его на стол, вы сможете уместить только шесть из этих треугольников вокруг общей точки.Седьмой треугольник заставляет самолет сморщиваться — перемещая его из евклидова пространства и придавая ему текстуру салфетки. Скульптура теперь является примером отрицательной кривизны, трудно вообразимой топологической концепции.

Другой из его популярных объектов, называемый сеткой, исследует, как выполнять четырехмерную математику, фактически не имея возможности воспринимать четвертое измерение. Он объясняет это так: если бы мы жили во втором измерении, мы не могли бы видеть объекты в трехмерном пространстве, но мы могли бы различать их тени, отбрасываемые на двухмерную плоскость, какими бы искаженными они ни были.Сетка — это в основном картографическая проекция (технически называемая стереографической проекцией) — источник света, расположенный над сферой, проецирует изогнутую поверхность на плоскую плоскость. Двумерный человек мог видеть эту сетку, даже если он не мог воспринимать сферу. Точно так же мы, трехмерные люди, теоретически можем воспринимать тень объекта в четырехмерном пространстве, сплющенную в наше измерение.

Четвертое измерение — Журнал молодых ученых

Представьте себе четырехмерный объект… К сожалению, вскоре вы понимаете, что не можете.Но почему? Наш мозг не запрограммирован на отображение чего-либо за пределами трех измерений. Жизнь на Земле длится только до 3 ^{-го измерения} года. Человеческий мозг не может вообразить то, чему он никогда не подвергался (например, измерение 4 ^-го ). Это все равно что представить себе новый цвет во Вселенной, который еще не был обнаружен людьми. Как бы вы это описали? Необъяснимая природа этой математической и физической концепции делает ее настоящим чудом физики. Однако многие физики-теоретики предложили несколько теорий относительно того, что такое измерение 4 ^-го и как оно будет выглядеть.С научной точки зрения мы можем описать это измерение, но мы можем никогда не испытать его в физической сфере. ^[1]

Прежде чем мы углубимся в детали четырех измерений, нам нужно понять, что такое первые несколько измерений. Для начала возьмем точку, не имеющую пространственной протяженности — мы скажем, что это 0-D пространство. Растяжение этой точки создает первое измерение, которое представляет собой прямую линию с нулевой шириной и только длиной. Вы можете путешествовать только двумя способами — вперед или назад. Двумерное пространство — это стопка бесконечного одномерного пространства, разложенного по длине или ширине.Примером двумерной формы может быть квадрат. Есть и другие способы путешествовать в двух измерениях — вперед, назад, влево и вправо. На самом деле трехмерное пространство — это бесконечная куча двухмерных пространств, уложенных друг на друга. В трехмерном пространстве есть три оси координат, обычно обозначаемые x , y и z , каждая из которых ортогональна (то есть перпендикулярна) двум другим. Шесть направлений в этом пространстве называются: вверх, вниз, влево, вправо, вперед и назад. Длины, измеренные по этим осям, можно назвать длиной, шириной и высотой. ^[2]

Теперь мы можем обнаружить впечатляющие и удивительные научные предположения о измерении 4 ^-го . Продвигаясь по последовательности измерений, экстраполируя естественные выводы между каждым измерением и следующим, мы можем сделать вероятные предположения о четвертом измерении. Используя информацию выше, мы можем сделать вывод, что четырехмерная форма будет бесконечной стопкой трехмерного пространства. Новое измерение обозначается «w», а измерение называется «trength».«Стороны света, по которым вы можете двигаться, называются« ана »и« ката ». Однако возникает проблема, как добавить это дополнительное измерение. Все эти размерные меры простираются в направлении, перпендикулярном предыдущим трем. Ширина перпендикулярна длине, высота перпендикулярна ширине и длине и, наконец, длина перпендикулярна высоте, длине и ширине. ^[3] Наш мозг не может представить себе, как это измерение на самом деле будет расположено на четырехмерном объекте перпендикулярно.

Вместо этого мы можем представить, как люди восприняли бы четырехмерную форму, чтобы она выглядела с нашей трехмерной точки зрения. Мы бы воспринимали четырехмерное пространство как трехмерную проекцию. Это понятие четко связано с голографическим принципом. Голографическая Вселенная утверждает, что информация, которая составляет то, что мы наблюдаем как трехмерную реальность, хранится на двумерной поверхности, включая время. Следовательно, согласно этому принципу, все, что вы воспринимаете и испытываете, является иллюзией, в которой объем пространства закодирован в поверхности более низкого измерения (как на голограмме). ^[4] Тессеракт (также известный как гиперкуб) — это четырехмерный математический объект с линиями одинаковой длины, пересекающимися друг с другом под прямым углом. Это расширение квадрата до четырехмерного пространства точно так же, как куб является расширением понятия двумерного квадрата на трехмерное пространство. Поскольку мы добавили еще одно измерение, четыре линии пересекаются в каждой вершине под прямым углом. Фактически, тессеракт имеет трехмерные «грани», каждая из которых представляет собой куб.

Фиг.1. Гиперкуб с номерами вершин от 1 до 16

Этот рисунок тессеракта не совсем точно отражает то, как он выглядит, потому что то, что мы имеем выше, представляет собой двухмерные рисунки (поскольку они находятся на экране компьютера) трехмерных моделей четырехмерного тессеракта. Это наверняка вызовет легкое недоумение. У четырехмерного тессеракта также есть сбивающее с толку свойство, заключающееся в том, что он создает трехмерную тень на трехмерной плоскости. На изображении выше вы можете видеть, что у тессеракта всего 16 вершин.

Многие физики, включая Эйнштейна в рамках его «Специальной теории относительности», предположили, что четвертое измерение — это время. Он сказал, что время должно быть таким же измерением, как и другие пространственные измерения, потому что пространство и время неразделимы. Если вы хотите перемещаться в пространстве, вы не можете сделать это мгновенно; вам нужно переместиться из того места, где вы находитесь сейчас, в другое пространственное местоположение, где вы попадете только в определенный момент в будущем. Если вы здесь сейчас, вы не можете быть в другом месте в этот же момент, вы можете попасть туда позже.Движение в пространстве также требует от вас движения во времени. ^[5] Следовательно, они утверждают, что время — это 4-е измерение, поскольку без него мы не можем построить какой-либо значимый вектор положения с неизменной длиной. Измерение времени — это линия, идущая из прошлого в настоящее и в будущее. Таким образом, время как четвертое измерение определяет положение объекта в определенный момент. Если бы у нас была возможность видеть четырехмерное пространство-время объекта (или мировую линию), это напоминало бы спагетти-подобную линию, тянущуюся из прошлого в будущее, показывающую пространственное положение объекта в каждый момент времени. ^[6] В отличие от других пространственных измерений, мы можем двигаться только вперед во времени. Остальные размеры позволяют двигаться в обе стороны. Следовательно, они отделяют время от пространственных измерений и называют его временным измерением. С другой стороны, некоторые исследователи, используя логику других измерений, все еще надеются найти во Вселенной кротовые норы, которые связаны с различными частями пространства-времени (то есть с прошлым).

Рис.2. Часы песочные часы с песком

Современные научные теории, такие как теория струн, требуют существования более высоких измерений, а эта конкретная теория требует 10 измерений.Теория Калуцы-Клейна (основанная на идее 5-го измерения, управляющего электромагнетизмом) пытается объединить полевую теорию гравитации и электромагнетизма. Это достигается за счет устранения расхождений между двумя концепциями. Люди не способны воспринимать это измерение, потому что оно происходит на микроскопическом уровне. Невозможно воспринять такое пятое измерение, используя имеющуюся энергию. Однако это пятое измерение также полагается на то, что четвертое измерение является временным измерением, то есть временем.

Вход в наш трехмерный мир в виде четырехмерного существа позволит вам делать некоторые удивительные вещи, которые заставят вас казаться «богоподобными» нам, людям. Некоторые из впечатляющих вещей, которые вы могли бы сделать, включают телепортацию и вытаскивание нас, людей из нашего трехмерного мира в гиперпространство (мир более высокого измерения). ^[7] Это кажется нам волшебством и делает четвертое измерение чудом физики. В своей книге «Гиперпространство» доктор Мичио Каку, физик-теоретик, объясняет высшие измерения и их влияние на нас.К счастью для нас, однако, четырехмерные существа не смогут выжить в трехмерном мире, точно так же, как трехмерные существа не смогут выжить в мире, состоящем из двух измерений. Это потому, что мы будем раздавлены до тех пор, пока не станем полностью плоскими в двумерном мире. Так что, я думаю, мы в безопасности … пока.

Список литературы

1. https://bigthink.com/philip-perry/hints-of-the-4th-dimension-have-been-detected-by-physicists — Блог Филипа Перри, опубликованный 14.01.2018.

2. https: // en.wikipedia.org/wiki/Four-dimensional_space — страница Википедии.

3. https://interestingengineering.com/understanding-fourth-dimension-3d-perspective — Блог Тревора Инглиша, опубликованный 05.04.2017.

4. https://www.wired.co.uk/article/our-universe-is-a-hologram — статья Эбигейл Бил, опубликованная 31.01.2017.

5. https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2019/08/27/this-is-why-time-has-to-be-a-dimension/ — Блог Итана Сигеля опубликован 27 / 08/2019.

6.http://www.astronomytrek.com/interesting-facts-about-time-the-fourth-dimension-and-time-travel/ — блог Питера Кристофору, опубликованный 29/11/2012.

7. https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2017/04/14/how-would-the-universe-change-if-we-grew-an-extra-dimension/ — Блог Итана Сигела опубликовано 14.04.2017.

Ссылка на рисунок

[1] https://www.researchgate.net/figure/A-hypercube-with-its-vertices-numbered-1-to-16_fig1_251818421 — Изображение вершин гиперкуба.

[2] https://www.barewalls.com/art-print-poster/hourglass-time-clock-with-sand_bwc133

.html — Изображение песочных часов.

Об авторе

Шивен — ученица средней школы, увлеченная наукой, особенно физикой. Он написал этот блог, чтобы поделиться своим мнением о возможности четырехмерной Вселенной и о том, как она будет выглядеть.

Сколько измерений на самом деле есть у Вселенной? | НОВА

Инженер, математик и физик входят во вселенную.Сколько измерений они находят?

Получайте электронные письма о предстоящих программах NOVA и сопутствующем контенте, а также предоставляйте репортажи о текущих событиях через призму науки.

Инженер достает транспортир и линейку. «Это легко», — говорит она. С помощью своих инструментов она демонстрирует три направления под прямым углом друг к другу: длину, ширину и высоту. «Три», — сообщает она.

Математик достает свой блокнот и составляет список правильных симметричных геометрических фигур с перпендикулярными сторонами.Он отмечает, что у квадратов четыре линейных края. Кубики имеют шесть квадратных сторон. По экстраполяции гиперкубы имеют восемь кубических сторон. Продолжая эту схему, он понимает, что может продолжать жить вечно. «Бесконечность», — говорит он.

Наконец настала очередь физиков. Она смотрит на звезды и тщательно записывает их поведение. Она определяет, что они притягиваются друг к другу посредством гравитации, которая уменьшается как квадрат их взаимных расстояний — показатель, как она думает, трех измерений.Однако, когда она выводит уравнение того, как их свет движется в пространстве, она обнаруживает, что его лучше всего выразить в четырех измерениях. Затем, после долгих раздумий, она пытается придумать способы описания гравитации и света в рамках общей теории, которая, кажется, требует как минимум десяти измерений. «Три, четыре или, может быть, даже больше», — вмешивается она.

Посмотрим, как она пришла к своим выводам.

В 1917 году австрийский физик Пауль Эренфест написал наводящую на размышления статью: «

Каким образом в фундаментальных законах физики проявляется трехмерность пространства?

»(Pdf).В статье он перечислил доказательства того, что три измерения идеально подходят для описания нашего мира.

Он отметил, например, что стабильные орбиты планет в солнечной системе и стационарные состояния электронов в атомах требуют законов силы, обратных квадрату. Если, например, гравитация снизится вместе с кубом, а не с квадратом расстояния от Солнца, планеты не будут следовать по устойчивым эллиптическим траекториям.

Давайте подумаем, что означает закон обратных квадратов.Представьте себе

пузырь, который примерно охватывает орбиту планеты

. Сила гравитационного поля Солнца на таком расстоянии снижается по площади поверхности пузыря. Площадь поверхности пропорциональна квадрату радиального расстояния, что объясняет, почему сила тяжести уменьшается с этим коэффициентом. Поскольку пузырь, включая его внутреннюю часть, трехмерен, само пространство тоже должно быть. Короче говоря, тот факт, что гравитация уменьшается с квадратом расстояния — величины площади поверхности пузыря — подразумевает трехмерность.

Однако вселенная — это не просто пространство. Как сказал российско-немецкий математик Герман Минковский

продемонстрировал

Специальная теория относительности Эйнштейна, постулированная для объяснения того, как свет движется с постоянной скоростью относительно всех наблюдателей, лучше всего может быть выражена в четырех измерениях. Вместо того чтобы рассматривать пространство и время независимо, он предложил единое видение пространства-времени. В своей общей теории относительности Эйнштейн использовал эту концепцию и описал гравитацию, используя динамическую четырехмерную модель.

Свет возникает в результате электромагнитных взаимодействий, одной из четырех естественных сил. На протяжении многих десятилетий физики искали методы объединения этой силы с другими — сильным ядерным взаимодействием, слабым ядерным взаимодействием и, что самое сложное, с гравитацией, — чтобы создать единую элегантную теорию фундаментальных сил. Две из самых ранних схем (до того, как были определены сильные и слабые ядерные взаимодействия) были независимо разработаны немецким математиком.

Теодор Калуца

и шведский физик

Оскар Кляйн

.Хотя теперь мы знаем, что их подходы были неточными, каждый предлагал объединить электромагнетизм и гравитацию, расширив общую теорию относительности на дополнительное измерение. Вклад Кляйна лучше всего отвечал на вопрос, почему такое пятое измерение не может быть наблюдаемым, что согласуется с выводом Эренфеста о том, что пространство кажется трехмерным. В идее, известной как компактификация, Кляйн предполагал, что более высокое измерение будет свернуто в крошечную компактную петлю порядка 10

^-33

сантиметры.Таким образом, хотя он предоставит (теоретически, если не на практике) средство объединения, его нельзя будет обнаружить — как свернувшуюся клубочком таблетку, замаскированную под точку на листе.

Современники Кляйна в конце 1920-х годов, формируя основы квантовой механики, предпочли исследовать возможность внутренних (относящихся к абстрактному математическому пространству) измерений, а не физических, которые дополняют пространство-время. Они разработали свои теории в гильбертовом пространстве, математической конструкции, которая использует бесконечное количество математических измерений, чтобы учесть бесконечно большой набор квантовых состояний.Помимо Эйнштейна и его помощников Питера Бергманна и Валентина Баргманна, немногие физики исследовали понятие невидимых дополнительных измерений в физической вселенной. (В конце 1930-х — начале 1940-х годов Эйнштейн, Бергманн и Баргманн безуспешно пытались расширить четырехмерное пространство-время общей теории относительности за счет дополнительного физического измерения, чтобы включить электромагнетизм.)

В 1970-х и 1980-х годах теория Калуцы-Клейна пережила возрождение благодаря появлению

теория суперструн

и его кузен супергравитация: идея о том, что фундаментальные компоненты природы представляют собой колеблющиеся нити энергии.Математически теория суперструн оказалась жизнеспособной только в десяти или более измерениях. Следовательно, исследователи начали обдумывать способы компактификации дополнительных шести или более измерений.

Теория суперструн эволюционировала в 1990-е годы в более общий подход, названный M-теорией, который включал энергетические мембраны, названные «бранами», наряду со струнами. М-теория включала возможность большого дополнительного измерения, дополняющего десять основных измерений, в которых могли жить суперструны.«Большой» в этом контексте означал «потенциально наблюдаемый», а не крохотный и компактный.

Вскоре исследователи поняли, что большое дополнительное измерение потенциально может решить загадку, называемую проблемой иерархии. Эта дилемма связана с поразительной слабостью гравитации по сравнению с другими силами природы, такими как электромагнетизм. Простой эксперимент иллюстрирует этот дисбаланс. Возьмите стальную канцелярскую кнопку с крошечным кухонным магнитом и посмотрите, как ее притяжение преодолевает гравитационное притяжение всей Земли.

В сценарии «мира бран», впервые предложенном физиками Нимой Аркани-Хамед, Савасом Димопулосом и Джиа Двали (сотрудничество сокращенно «ADD»), а затем разработанном Лизой Рэндалл, Раманом Сундрамом и другими, реальность состоит из двух браны, разделенные пространственным зазором, называемым балком, в конфигурации, напоминающей Гранд-Каньон. Подобно робким туристам, сидящим на краю каньона, большинство частиц цепляются за одну из бран. Следовательно, здесь находится привычный физический мир.Исключением являются стойкие туристы, гравитоны, носители гравитации, и они могут исследовать большую часть между ними. Поскольку агенты гравитации проводят гораздо меньше времени, взаимодействуя с нашей знакомой браной, гравитация кажется намного слабее, чем другие силы.

Первоначальная гипотеза ADD предсказывала, что при измерении в мелком масштабе сила тяжести должна слегка отклоняться от идеального отношения расстояния, полученного в результате обратного квадрата. Однако точные эксперименты с торсионным балансом, проведенные группой под руководством Эрика Адельбергера из Вашингтонского университета, наложили строгие ограничения на такое несоответствие вплоть до мельчайших уровней.Тем не менее, идея дополнительных измерений продолжала процветать в различных предложениях по объединению природных сил.

Одна из миссий Большого адронного коллайдера (LHC), гигантского ускорителя на французско-швейцарской границе, заключалась в испытании

возможность невидимых дополнительных измерений

. С момента открытия бозона Хиггса в 2012 году, завершившего Стандартную модель физики элементарных частиц, идея изучения таких расширений стала более центральной.

Чтобы установить наличие дополнительных измерений с помощью LHC, есть три основных направления атаки. Первый включает поиск эхо-версий существующих частиц, называемых состояниями Калуцы-Клейна. Они были бы похожи на известные частицы во всех отношениях, за исключением более массивных, таких как обертоны в музыке. При энергии столкновения протонов с протонами в 7 триллионов электрон-вольт поиски гравитонов Калуцы-Клейна, глюонов Калуцы-Клейна и других проводились, но пока безрезультатно.

Физики также используют LHC для поиска свидетельств проникновения гравитонов в более высокие измерения.Такие сигналы необъяснимой отсутствующей энергии необходимо было бы отсеивать от огромного количества событий столкновения, тщательно исключая множество более приземленных возможностей, таких как ускользнувшие нейтрино.

Свидетельства существования дополнительных измерений могут также появиться на БАК в виде микроскопических черных дыр, предсказанных некоторыми теориями более высоких измерений. Известно, что до открытия БАК паникеры опасались, что такие объекты разрушат Землю, несмотря на расчеты, показывающие, что они безвредно распадутся за крошечную долю секунды.Несмотря на надежды и предупреждения, миниатюрные черные дыры еще не обнаружены среди данных о столкновениях экспериментов на LHC.

В настоящее время LHC выключен и модернизируется для подготовки к увеличению его энергии столкновения почти в два раза выше, чем при предыдущем запуске. Ожидается, что в 2015 году он снова откроется и столкнется с протонами при напряжении 13 триллионов электрон-вольт, что даст возможность производить более массивные частицы и более необычные события. Обновление даст больше шансов обнаружить доказательства наличия дополнительных измерений.

Инженеры, несомненно, будут восхищаться его блестящими механизмами, в то время как математики будут поражены огромным количеством собранных данных и мощными алгоритмами, просматривающими их. И физики будут с нетерпением ждать, возможно, первого свидетельства существования многомерного царства за пределами пространства и времени.

Идти глубже



Выбор редакции для дальнейшего чтения

Космос:

Карл Саган: 4-е измерение

В этой сцене из классической серии «Космос» Карл Саган представляет, что происходит, когда трехмерный персонаж входит в двухмерный мир.