Extra Dimensions in Space and Time

by Itzhak Bars, Farzad Nekoogar (Editor)

In physics, the idea of extra spatial dimensions originates from Nordstöm’s 5-dimensional vector theory in 1914, followed by Kaluza-Klein theory in 1921, in an effort to unify general relativity and electromagnetism in a 5 dimensional space-time (4 dimensions for space and 1 for time). Kaluza–Klein theory didn’t generate enough interest with physicist for the next five decades, due to its problems with inconsistencies. With the advent of supergravity theory (the theory that unifies general relativity and supersymmetry theories) in late 1970’s and eventually, string theories (1980s) and M-theory (1990s), the dimensions of space-time increased to 11 (10-space and 1-time dimension). There are two main features in this book that differentiates it from other books written about extra The first feature is the coverage of extra dimensions in time (Two Time physics), which has not been covered in earlier books about extra dimensions. All other books mainly cover extra spatial dimensions. The second feature deals with level of presentation. The material is presented in a non-technical language followed by additional sections (in the form of appendices or footnotes) that explain the basic equations and formulas in the theories. This feature is very attractive to readers who want to find out more about the theories involved beyond the basic description for a layperson. The text is designed for scientifically literate non-specialists who want to know the latest discoveries in theoretical physics in a non-technical language. Readers with basic undergraduate background in modern physics and quantum mechanics can easily understand the technical sections. Part I starts with an overview of the Standard Model of particles and forces, notions of Einstein’s special and general relativity, and the overall view of the universe from the Big Bang to the present epoch, and covers Two-Time physics. 2T-physics has worked correctly at all scales of physics, both macroscopic and microscopic, for which there is experimental data so far. In addition to revealing hidden information even in familiar "everyday" physics, it also makes testable predictions in lesser known physics regimes that could be analyzed at the energy scales of the Large Hadron Collider at CERN or in cosmological observations." Part II of the book is focused on extra dimensions of space. It covers the following The Popular View of Extra Dimensions, Einstein and the Fourth Dimension, Traditional Extra Dimensions, Einstein's Gravity, The Theory Formerly Known as String, Warped Extra Dimensions, and How Do We Look For Extra Dimensions?

Genres: Science, Physics

232 pages, Hardcover

First published April 1, 2009

Reviews

[Aleksandar Janjic · Rating 3 out of 5]

Било би лијепо кад би Гудридс коначно увео половичне оцјене, јер ове цјелобројне од 1 до 5 су тако спутавајуће. Очигледан примјер је ова књига, у којој је први дио отприлике за тројку, а други за врло солидну четворку, дакле у просјеку негдје око три и по. Мислио сам да дам четворку у корист ученика, али сад видим да се под тројком подразумијева "I liked it", што управо одговара мом општем утиску, али не смијем ни да помислим чему сам све раније у незнању давао тројке. Нпр. Еуклидовом прозору сам мислим дао тако нешто, а то је плафон за двојку. Али, што би рекао Хари Варешановић (тј. онај ко му је написао текст пјесме Што је било, било је), што је било, било је. Да се окренемо будућности.

Ова књига технички спада у популарну науку, међутим значајно одступа од вашег уобичајеног Мичија Какуа или Стивена Хокинга, чиме ћемо се позабавити врло брзо. Као што се види из наслова, књига се бави додатним димензијама простора и времена (додатним, наиме, у односу на наше уобичајено искуство засновано на три просторне и једној временској димензији). Злобници (међу којима сам први ја) би рекли да би то требало да буде најкраћа књига на свијету и да гласи "не постоје", али суспендујмо невјерицу за тренутак. Први дио књиге написао је некакав Итзхак Барс, проф физике који је открио нешто што се зове 2Т-физика, а то је физика у којој постоје 4 просторне и двије временске димензије и појаве у нашем 3+1 свијету су заправо пројекције дешавања у овом вишедимензионалнијем простору. Ауторови аргументи за овако нешто су чињенице да у вишедимензионалном простору постоје некакве симетрије које се не виде у његовим пројекцијама, а које одлично описују дешавања у пројекцијама. Односно, да кажемо то другачије, у нашем 3+1 простору постоје неке појаве чији узроци су мистериозни за нас који се крећемо у том простору, али оне, наводно, могу да се опишу (и наводно предвиде) некаквим симетријама и формулама и законитостима и сл. чудесима у 4+2 простору. Оно што одваја ову књигу, укључујући њен први дио, од осталих научнопопуларних дјела, јесте што се аутори уопште не устручавају да бомбардују читаоца и математичким формулама и рачуном. С друге стране, мора им се одати признање да су се потрудили да те ствари раздвоје од главног излагања, тако да је врло лако да их прескочите. У првом дијелу, на примјер, сва математика дата је у фуснотама. Међутим, од те математике нема много користи, јер се углавном састоји од формула датих ван контекста, са мистериозним значењем

Моје замјерке на овај први дио су сљедеће. Прво, мислим да је аутор мало превише ентузијастичан према свом открићу и сматра га практично свршеним чином, иако чак и Лоренс Краус, који је писао увод, јасно наглашава да треба бити опрезан јер, упркос силним теоретским поклапањима и згодностима, доказа за постојање виших димензија апсолутно нема. Мој коментар на ово би био да и не може да их буде, јер ми ионако не видимо те више димензије. Чињеница да је нека теорија згодна и лијепа не значи да је тачна. Друга ствар тиче се факта да аутор књиге многе ствари није конкретније објаснио. Читав овај дио заснован је на причи о разноразним симетријама, чија се имена наводе, али нигдје није објашњено како оне тачно изгледају. Спомиње се теорија група, коју сам ја игром случаја положио на факултету, али остаје на спомињању. Њена веза са овим симетријама није прецизирана. Истина, аутори су навели да за читање ове књиге треба имати некаква предзнања из физике, тако да ја можда нисам баш циљна публика. Треће, будимо реални. Додатна "временска димензија" је потпуна бесмислица. Сјећам се да је и Стивен Хокинг својевремено мозгао како би било да је вријеме дводимензионално умјесто једнодимензионално, па да се тренуци у времену представљају комплексним умјесто реалним бројевима, али наравно није ни помислио да објасни ШТА ТО ДО ЂАВОЛА ЗНАЧИ у преводу. Коаутор ове књиге такође се није задржавао на том "незгодном" питању. Међутим, то ми и није толики проблем, ипак ми је некако највише засметао његов ентузијазам према сопственој теорији.

Други дио писао је извјесни Џон Тернинг, такође професор физике, и тај дио ми се више свидио. Он је углавном скромнијих амбиција кад су више димензије у питању и задржава се углавном на оној минијатурној цилиндричној која се спомиње у теорији струна. Међутим, поред приче о вишим димензијама, овај дио представља сасвим солидан преглед и Ајнштајнове теорије гравитације и теорије струна (заборавио сам раније да нагласим - чак и у првом дијелу књиге, на који сам имао раније наведене замјерке, има прилично занимљивих ствари да човјек научи) и разних сличних ствари. Поред тога, аутор не схвата све преозбиљно и умије да се нашали, тако да је све то доста питко упркос тешкој тематици. Наравно, нећете овим постати геније за физику јер и овде је пожељно да имате неко предзнање, али извјесно ћете након читања бити нешто информисанији него раније. У овом дијелу комплетна математика је избачена у засебно поглавље, тако да ако вас то не занима, можете да завршите са читањем кад дођете до тог поглавља. Наравно, ако немате диплому из математике или физике, најбоље вам је да и не покушавате са овим, јер морате да знате, нпр., тригонометрију, парцијалне изводе, интеграле и слична чудеса. Ја морам признати да се нисам трудио да анализирам и разумијем све формуле. У ствари, чим сам наишао на прву формулу запитао сам се откуд она и нервирало ме је што не могу да откријем то напамет. Како се формула бави ротацијом координатног система, што има везе са тригонометријом, закључио сам да би било срамота да то не анализирам, па сам узео папир и оловку и након неколико неуспјешних покушаја успио сам да изведем тражену формулу и онда сам био тако самозадовољан да се нисам ни трудио да разумијем формуле везане за физику. Још један разлог је што сам алергичан на јединице (математичари су апсолутно незаинтересовани за њих, док рецимо инжењери и физичари не могу без њих), а овде их има товар. Мислим, "килограм-метар у секунди на квадрат", ало? Има и много гаднијих чудеса од тога, наравно, али мени је ово сасвим довољно да изгубим интересовање.

Све у свему, није ово уопште лоша књига и чињеница да сам неким књигама сличног типа раније давао више оцјене не значи да је ова слабија од њих, него да њима вјероватно треба смањити оцјене. Ја бих волио да су ипак начинили ово мало пријемчивијим и за нас који смо дудуци за физику, тако што би објаснили и неке основне појмове које физичари знају. Књига је иначе малчице застарјела данас јер је написана прије него што је ЛХЦ у ЦЕРН-у ступио у погон, али мислим да би управо то могло да буде много занимљиво неком физичару који је у току са стварима, оно да се виде недоумице и прогнозе и упореде са оним што је ЛХЦ открио.

[Brendan]

Read what I could understand. I hope this line of investigation continues.