Ko gian 4 chiều là gì? Khái niệm đúng nhất về ko gian 4 chiều và nguyên tắc tồn tại của chiều ko gian này là gì? Cùng chúng tôi tìm hiểu về những vấn đề xung quanh ko gian 4 chiều cùng trong bài viết dưới đây nhé.
Khái niệm ko gian 4 chiều là gì?
Ko gian 4 chiều hay ko gian 4d là một phần mở rộng của khái niệm ko gian 3 chiều (ko gian 3D). Theo nhận định trước đó, ko gian 3 chiều được thừa nhận là một chiều ko gian được tạo bởi chiều dài (x) – chiều rộng (y) – chiều sâu (z). Việc xác định thêm chiều ko gian thứ 4 chính là ý tưởng được khởi tạo bởi Louis Lagrange vào năm 1700. Sau 154 năm nghiên cứu, Bernhard Riemann đã đưa ra một khái niệm xác thực cho ko gian 4 chiều.
Trong bài luận của Charles HowarD Hinton mang tên “Chiều ko gian thứ 4 là gì” vào năm 1880 đã đưa ra những lập luận, phép tắc vô cùng thâm thúy về chiều ko gian thứ 4. Cũng thông qua bài luận này nhưng mà toàn cầu có được góc nhìn, khái niệm và những giảng giải rõ ràng hơn về ko gian 4 chiều là gì từ mẫu hình của một khối lập phương.
Hinton đã đưa ra khái niệm đơn giản nhất về ko gian này bằng cách vẽ hai khối hình nằm cách nhau ở khoảng ko nhìn thấy. Tiếp sau đó, ông đã vẽ cho nó những đường giữa ở các đỉnh tương đương tạo ra đường kết nối từ các định thuộc 2 khối này. Cho tới thời khắc hiện nay, đây cũng là đại diện một hướng duy nhất trong ko gian chiều thứ 4 ko thể nhìn thấy.
Thông qua những bài luận, những nghiên cứu từ hàng trăm năm nay, người ta đã kết luận rằng: “ Ko gian 4 chiều là mẫu hình toán học được thiết lập từ 4 chiều, được ký hiệu tuần tự các chiều là x, y, z, X. Ko gian này có những khối đa diện ở hình thức đa chiều, chiều thứ tư chính là chiều mở rộng của ko gian 3 chiều và được ký hiệu là X. Ko gian X là một trục vuông góc với toàn thể trục còn lại, theo toán học thì nó chính là trục hoành (trục x trong ký hiệu toán học.”
Ko gian 4 chiều có tồn tại ko?
Tới thời khắc hiện nay ko gian 4 chiều vẫn chỉ tồn tại trên lý thuyết. Chưa có cơ sở nào chứng thực được sự tồn tại của ko giản 4 chiều bởi mặt ko gian này là ko gian “ko thể nhìn thấy”.
Theo nghiên cứu, hiện nay chỉ có ba chiều ko gian được quan sát trong vũ trụ vật chất. Chiều thứ tư được quan sát là thời kì, về cơ bản là “thay đổi” đối với ba chiều ko gian. Thuyết tương đối hẹp thiết lập mối quan hệ của thời kì với ba chiều ko gian. Bốn chiều ko gian tự nó độc lập và tuyệt đối. Chúng tạo thành một bốn chiều tương đối.
Chúng ta có vũ trụ khách quan cụ thể. Sau đó, chúng ta có những quan sát bắt nguồn từ vũ trụ đó. Những quan sát này chỉ mang tính khách quan ở mức độ chúng thích hợp về mặt logic với vũ trụ cụ thể. Sử dụng những quan sát này, chúng ta đi tới các định luật và nguyên tắc của vật lý và các ngành khoa học khác. Ngoài những quy tắc và nguyên tắc này, chúng ta có khả năng quan sát. Những thứ này có thể được cho là tồn tại trong ko gian trừu tượng.
Tất cả các chiều bổ sung đó của lý thuyết ko độc lập với trừu tượng. Chúng được xây dựng theo phương pháp toán học và chỉ nhất quán với nhau. Tính nhất quán hợp lý của chúng với vũ trụ cụ thể vẫn chưa được thiết lập. Vì vậy, chúng chỉ mang tính chủ quan và ko đủ tiêu chuẩn như các quy luật và nguyên tắc khách quan.
Nếu có chiều thứ năm, nó sẽ là chiều trừu tượng kéo dài từ khách quan sang chủ quan. Lý thuyết Chuỗi nằm xa tính khách quan trong chiều trừu tượng này. Lý thuyết lượng tử nằm gần với tính khách quan hơn nhưng ko hoàn toàn khách quan vì nó ko tích hợp được khối lượng với trường.
Ứng dụng của ko gian 4 chiều là gì?
Ko gian 4 chiều cùng ko gian 3 chiều từ lâu đã được con người sử dụng để tìm hiểu về lĩnh vực toán học cùng vật lý học. Ngoài ra, ko gian cũng được sử dụng để khắc phục rất nhiều vấn đề trong khoa học.
Ko gian 4 chiều là dòng ko gian có cấu trúc phức tạp hơn nhiều so với các ko gian 2 chiều, 3 chiều. Cũng bởi có cấu trúc phức tạp, trừu tượng nên khiến chúng ta cảm thấy khó hiểu, mung lung nhưng đây cũng chính là yếu tố giúp chúng ta vận dụng, giảng giải nhiều hiện tượng khó hiểu khác. Cũng bởi lý do này nhưng mà chiều ko gian thứ 4 vào vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống của chúng ta.
Hiện nay, cũng có rất nhiều vấn đề xoay quanh bí hiểm về chiều ko gian thứ 4. Có nhiều truyền thuyết nói rằng chiều ko gian thứ 4 là nơi trú ngụ của các vong hồn. Đây cũng là nơi ko chịu tác động bởi bất kỳ định luật vật lý nào. Trong thuyết tương đối của Einstein đã cho rằng chiều ko gian thứ 4 chính là thời kì. Thuyết này cũng đã gây ra rất nhiều tranh cãi bởi nhiều nhà nghiên cứu luôn cho rằng ko gian – thời kì là hai thứ ko thể tách rời với nhau. Đã từ lâu, mọi người vẫn cho rằng ko gian cùng thời kì luôn là một thể thống nhất theo đó bất kỳ thay đổi nào trong ko gian cũng sẽ gây tác động tới thời kì và trái lại. Tuy nhiên, chính Einstein đã không thừa nhận đi các nhận định này. Ông chỉ ra rằng có khá nhiều yếu tố có thể làm sau lệch các mối quan hệ giữa ko gian và thời kì ví dụ như lực lôi cuốn chẳng hạn.
Cũng có nhiều nhà khoa học tin rằng chiều ko gian thứ 4 là chiều ko gian vuông góc với khối lập phương và con người chúng ta ko thể nhìn thấy chiều ko gian này. Đã có nhiều nhà nghiên cứu sử dụng thuyết tương đối của Einstein để nghiên cứu ý nguyện du hành thời kì. Họ cho rằng, chúng ta có thể vận chuyển tới bất kỳ đâu và theo bất kỳ hướng nào trong toàn cầu 3D, nhưng chúng ta chỉ có thể vận chuyển xuôi theo dòng thời kì. Mặc dù gần như kiên cố rằng việc du hành về quá khứ là ko thể nhưng nhiều nhà khoa học vẫn kỳ vọng sẽ tìm thấy những lỗ hổng giúp kết nối các vùng thời kì và ko gian với nhau.
Tổng hợp một số thông tin về các chiều ko gian khác bạn cần biết
Ko gian 1 chiều là gì?
Khái niệm ko gian 1 chiều:
Trong hình học, một ko gian có thể được khái niệm là số tọa độ tối thiểu cần thiết để xác định một điểm trong ko gian toán học. Dựa trên khái niệm này, ko gian một chiều (1D) là nhân vật trong đó một điểm trên nhân vật có thể được chỉ định chỉ bằng 1 tọa độ.
Ko gian 1 chiều thường được mô tả là một nhân vật có chiều dài, nhưng ko có chiều cao, chiều rộng hoặc chiều sâu/độ dày. Ví dụ về các nhân vật trong hình học thích hợp với khái niệm này bao gồm đường thẳng, tia và đoạn thẳng. Các đoạn thẳng kéo dài vô hạn, các tia có một điểm cuối và một điểm cuối kéo dài vô hạn, và các đoạn thẳng có hai điểm cuối. Tất cả chúng đều có chung đặc điểm là chỉ có thứ nguyên là chiều dài, ít nhất là trên lý thuyết. Thực tiễn, các đường thẳng, tia và đoạn thẳng được hiển thị bên dưới có một số chiều rộng, mặc dù nhỏ. Đường một chiều thực sự là thứ nhưng mà chúng ta sẽ ko thể nhìn thấy trên trang vì nó sẽ ko có độ dày.
Một đường số là một ví dụ cơ bản nhất về ko gian 1 chiều. Nó là một chiều vì chỉ cần xác định một tọa độ để xác định một vị trí cụ thể trên trục số. Ví dụ, “6” nhắc đến tới vị trí 6 ghi lại ghi lại ở bên phải của 0. Bất kỳ số nào chúng ta nêu đề sẽ là một số khoảng cách sang trái hoặc phải trên trục số. Chúng ta ko thể chỉ định vị trí bên trên, bên dưới hoặc bất kỳ nơi nào khác, bởi vì chỉ có 1 chiều ko gian.
Tương tự, trục x và trục y trên một mặt phẳng tọa độ là một chiều lúc xét riêng lẻ. Tuy nhiên, cùng với nhau, chúng tạo nên một mặt phẳng tọa độ hai chiều.
Ko gian 2 chiều là gì?
Khái niệm về ko gian 2 chiều:
Ko gian 2 chiều là một hình phẳng chỉ có hai kích thước – chiều dài và chiều rộng, ko có chiều dày hoặc chiều sâu, đó là lý do vì sao nó được gọi là hình dạng hai chiều. Trong hình học, hình 2D có thể được khái niệm là hình phẳng hoàn toàn phẳng và chỉ có hai kích thước – chiều dài và chiều rộng. Chúng ko có bất kỳ độ dày nào và chỉ có thể được đo bằng hai kích thước.
Đa giác là một hình dạng trong ko gian 2 chiều được tạo thành từ các đoạn thẳng nối với nhau, do đó tạo cho nó một hình dạng khép kín. Hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật và hình tam giác là một số ví dụ về hình dạng hai chiều và những hình dạng này có thể được vẽ trên giấy. Tất cả các hình dạng ko gian 2 chiều đều có cạnh, đỉnh (góc) và góc bên trong, ngoại trừ hình tròn, là hình cong. Ko gian 2 chiều có ít nhất ba cạnh thẳng được gọi là đa giác và những hình này bao gồm hình tam giác, hình vuông và tứ giác.
Các loại ko gian 2 chiều:
Ko gian 2 chiều có được phân loại thành 2 loại là đều hoặc ko đều dựa vào chiều dài và các góc bên trong:
- Ko gian 2 chiều được cho là đều nếu tất cả các cạnh của nó có chiều dài bằng nhau và tất cả các góc bên trong của nó đều đo bằng nhau.
- Ko gian 2 chiều được cho là ko đều nếu tất cả các cạnh có độ dài ko bằng nhau và tất cả các góc của nó có số đo ko bằng nhau.
Tính chất của ko gian 2 chiều:
Ko gian 2 chiều là một mặt phẳng có thể được vẽ trên một tờ giấy. Có nhiều loại hình dạng 2 chiều thông thường và thất thường không giống nhau như hình tròn, hình tam giác, hình vuông, hình chữ nhật, hình ngũ giác và hình lục giác. Ko gian 2D khép kín được tạo thành từ một đường cong ko có góc hoặc cạnh. Một số ví dụ thực tiễn của vòng tròn là tiền xu, bánh xe và bánh pizza. Một vòng tròn bao gồm các phần không giống nhau như bán kính, đường kính, chu vi, v.v.
Ví dụ về ko gian 2 chiều:
Ví dụ 1: Hình chữ nhật có thuộc loại hình 2D ko? Chiều dài của một hình chữ nhật là 32 m và chiều rộng là 20 m. Tìm chu vi của hình chữ nhật này.
Trả lời: Có, một hình chữ nhật thuộc loại hình 2D. Chiều dài của hình chữ nhật đã cho = 32 m; chiều rộng = 20 m
Ta biết chu vi hình chữ nhật = 2 (chiều dài + chiều rộng)
P = 2 (32 + 20) = 2 (52) = 2 × 52 = 104 m
Do đó chu vi hình chữ nhật là 104 m.
Ví dụ 2: Hình tròn có thuộc hình 2D ko? Tìm diện tích hình tròn có bán kính là 6 cm.
Trả lời: Có, một hình tròn thuộc loại hình 2D. Diện tích hình tròn = π × r 2 ; trong đó ‘r’ là bán kính của hình tròn và π là hằng số có trị giá là 22/7 hoặc 3,14.
Diện tích hình tròn = π × r 2
= 3,14 × 6 2
= 3,14 × 36
Do đó, Diện tích hình tròn = 113,04 cm vuông
Ví dụ 3: Xác định các hình 2D từ các hình sau. Hình tròn, hình hộp chữ nhật, khối Rubik, hình lục giác
Trả lời: Trong số các hình đã cho, hình tròn và hình lục giác là hình 2D vì chúng ko có độ dày hoặc chiều sâu. Hình hộp chữ nhật và hình khối Rubik là hình 3D vì chúng có 3 kích thước (chiều dài, chiều rộng và chiều cao).
Ko gian 3 chiều là gì?
Khái niệm ko gian 3 chiều:
Ko gian 3D hay ko gian ba chiều có thể được khái niệm là setup ko gian hoặc hình học, trong đó ba thông số được yêu cầu để xác định vị trí của bất kỳ phần tử hoặc điểm nào.
- Ko gian 3D còn được gọi là ko gian Euclide. Ko giống như ko gian hai chiều, hay 2D, được đặc trưng bởi hai trục, apace 3D có ba trục vuông góc với nhau. Ko gian 3D còn được gọi là ko gian x-y-z.
- Ko gian 3D trình bày toàn cầu thực tốt hơn ko gian 2D.
- Ko gian 3D liên quan tới cảm nhận chiều sâu, ko giống như ko gian 2D và xác định tất cả chiều dài, chiều rộng và chiều cao. Ko gian 2D chỉ xác định chiều dài và chiều cao.
- Ko gian 3D có thể trình diễn các vật thể ba chiều như hình khối, hình khối, hình cầu, v.v.
Hình học của ko gian 3 chiều và hệ tọa độ 3D
Hệ tọa độ ko gian 3 chiều xác định hình học của ko gian 3D. Hệ tọa độ 3D được tạo thành bởi một điểm được gọi là điểm gốc và ba trục có tên là trục x (abscissa), trục y (tọa độ) và trục z (ứng dụng). Ba trục này vuông góc với nhau và vị trí của bất kỳ điểm nào trong ko gian 3D được xác định bởi tọa độ tương ứng của chúng trong các trục x, y và z.
Các điểm trong ko gian ba chiều hoặc xyz được trình diễn bằng ba số được gọi là bộ ba có trật tự (x, y, z). Những con số này đại diện cho vị trí của điểm trong tọa độ x, tọa độ y và tọa độ z. Do đó, các trị giá x, y và z trong hệ tọa độ 3D là khoảng cách của điểm từ các trục x, y và z tương ứng và được đo từ gốc tọa độ.
Sự khác lạ giữa ko gian 2 chiều và 3 chiều:
STT | Ko gian 2 chiều | Ko gian 3 chiều |
1 | Hai kích thước | Ba kích thước |
2 | Hình học được xác định bởi hai trục: x và y | Hình học được xác định bởi ba trục: x, y và z |
3 | 2D là phẳng | 3D ko phẳng |
4 | Ko có cảm nhận chiều sâu | Nhận thức thâm thúy |
5 | Hình vuông, hình chữ nhật, hình tròn, v.v. được trình diễn trong ko gian 2D | Khối lập phương, khối lập phương và khối cầu được trình diễn trong ko gian 3D |
6 | Cơ chế xem phẳng | Hình ảnh toàn cầu thực tốt hơn |
7 | Ví dụ: Một bức ảnh đã in | Ví dụ: Một tác phẩm điêu khắc |
Ví dụ trong đời thực về các hình dạng học 3 chiều:
Trong toán học, chúng tôi nghiên cứu các vật thể 3 chiều trong khái niệm chất rắn và phấn đấu vận dụng chúng trong cuộc sống thực. Dưới đây là một số ví dụ thực tiễn về các hình dạng 3D, đó là một quả bóng đá, một khối lập phương, một cái xô và một cuốn sách.
Các loại hình 3 chiều:
Có nhiều hình dạng 3 chiều (hình dạng 3D) có cơ sở, thể tích và diện tích bề mặt không giống nhau. Hãy để chúng tôi thảo luận về từng người trong số họ.
Quả cầu
Một quả cầu có hình dạng tròn. Nó là một hình hình dạng học 3D có tất cả các điểm trên bề mặt của nó cách đều với tâm của nó. Hành tinh Trái đất của chúng ta giống một quả cầu, nhưng nó ko phải là một khối cầu. Hình dạng của hành tinh của chúng ta là một hình cầu. Một hình cầu giống hình cầu nhưng bán kính của hình cầu từ tâm tới bề mặt ko giống nhau ở mọi điểm. Một số đặc điểm quan trọng của hình cầu như sau:
- Nó có hình dạng giống một quả bóng và hoàn toàn đối xứng.
- Nó có bán kính, đường kính, chu vi, thể tích và diện tích bề mặt.
- Mọi điểm trên mặt cầu đều cách tâm một khoảng bằng nhau.
- Nó có một mặt, ko có cạnh và ko có đỉnh.
- Nó ko phải là một khối đa diện vì nó ko có các mặt phẳng.
Khối lập phương và hình khối
Hình lập phương và hình lập phương là hình dạng ba chiều (hình dạng 3D) có cùng số mặt, đỉnh và cạnh. Sự khác lạ chính giữa hình lập phương và hình lập phương là trong hình lập phương, tất cả sáu mặt của nó đều là hình vuông và trong hình lập phương, tất cả sáu mặt của nó đều là hình chữ nhật. Một khối lập phương và một khối lập phương chiếm thể tích không giống nhau và có diện tích bề mặt không giống nhau. Chiều dài, chiều rộng và chiều cao của một hình lập phương là như nhau, trong lúc đối với hình lập phương, chiều dài, chiều cao và chiều rộng là không giống nhau.
Hình trụ
Hình trụ là một hình dạng 3D có hai mặt tròn, một ở trên cùng và một ở dưới cùng và một mặt cong. Một hình trụ có chiều cao và bán kính. Chiều cao của hình trụ là khoảng cách vuông góc giữa mặt trên và mặt đáy.
Hình nón
Hình nón là một hình dạng ba chiều khác (hình dạng 3D) có đáy phẳng (hình tròn) và đỉnh nhọn ở đỉnh. Đầu nhọn ở đỉnh của hình nón được gọi là ‘Apex’. Một hình nón cũng có một bề mặt cong. Tương tự như hình trụ, hình nón cũng có thể được phân loại là hình nón tròn bên phải và hình nón xiên góc.
- Một hình nón có đáy là hình tròn hoặc hình bầu dục với một đỉnh (đỉnh).
- Một hình nón là một tam giác xoay.
- Dựa vào cách khối chóp thẳng hàng với tâm của đáy, hình nón bên phải hay hình nón xiên đều được tạo thành.
- Một hình nón trong đó đỉnh (hay chóp nhọn) vuông góc với mặt đáy được gọi là hình nón tròn xoay. Hình nón trong đó đỉnh nằm cách xa tâm của đáy được gọi là hình nón xiên.
- Một hình nón có chiều cao và bán kính. Ngoài chiều cao, một hình nón có chiều cao nghiêng là khoảng cách giữa khối chóp và một điểm bất kỳ trên chu vi của đáy hình tròn của hình nón.
Torus
Hình xuyến là một hình dạng 3D. Nó được tạo nên bằng cách quay một vòng tròn bán kính nhỏ hơn (r) xung quanh một vòng tròn lớn hơn có bán kính lớn hơn (R) trong một ko gian ba chiều.
- Hình xuyến là một vòng tròn đều đặn, có hình dạng giống như một chiếc bánh lốp hoặc bánh rán.
- Nó ko có cạnh hoặc đỉnh.
Kim tự tháp
Hình chóp là một hình đa diện có đáy là đa giác và khối chóp có các cạnh thẳng và các mặt phẳng. Dựa trên sự thẳng hàng của đỉnh với tâm của đáy, chúng có thể được phân loại thành hình chóp đều và kim tự tháp xiên.
- Hình chóp có đáy là tam giác được gọi là tứ diện.
- Hình chóp có đáy là tứ giác được gọi là hình chóp vuông.
- Hình chóp có đáy là một hình ngũ giác được gọi là hình chóp ngũ giác.
- Hình chóp có đáy là hình lục giác đều được gọi là hình chóp lục giác đều.
Lăng kính
Hình lăng trụ là chất rắn có các đầu là đa giác như nhau nhau và các cạnh bên là hình bình hành phẳng. Một số đặc điểm của lăng kính là:
- Nó có cùng một mặt cắt dọc theo chiều dài của nó.
- Các loại lăng kính không giống nhau là – lăng trụ tam giác, lăng trụ vuông, lăng trụ ngũ giác, lăng trụ lục giác, v.v.
- Lăng kính cũng được phân loại rộng rãi thành lăng trụ đều và lăng trụ xiên.
Ko gian 5 chiều là gì?
Khái niệm về ko gian 5 chiều:
Đối với hồ hết chúng ta, chiều thứ 5 là một khái niệm thân thuộc nhưng xa lạ. Nó có thể xuất hiện trong bộ phim khoa học viễn tưởng thích thú của bạn hoặc được đưa vào danh sách được đề xuất của bạn trên YouTube, nhưng bạn ko thể nhớ nó nói về cái gì. Chiều thứ 5, theo lý thuyết Kaluza-Klein là một khái niệm thống nhất hai trong số bốn lực cơ bản của tự nhiên trong một chiều thứ 5 để giảng giải cách ánh sáng (điện từ học) tương tác với lực lôi cuốn.
Mặc dù lý thuyết Kaluza-Klein sau đó bị coi là ko xác thực, nhưng nó là một điểm khởi đầu tốt cho sự tăng trưởng của lý thuyết dây, lý thuyết này chỉ khả thi với sự tồn tại của 10 chiều trở lên vì tính nhất quán toán học của nó. Những sai lệch đơn giản đã đủ để giảng giải sự tồn tại của các hạt và lực không giống nhau trong vũ trụ.
Những điều cơ bản về ko gian 5 chiều:
Ngoài ba chiều ko gian tạo nên ko gian, Thuyết tương đối tổng quát của Einstein cũng đề xuất chiều thứ 4, nơi ko gian và thời kì được đan xen vào một liên tục duy nhất được gọi là ko thời kì. Đa tạp bốn chiều này ko chỉ giảng giải vì sao các sự kiện đồng thời trở thành tương đối dựa trên trạng thái chuyển động của người quan sát, nhưng mà nó còn thiết lập lực lôi cuốn là kết quả của sự biến dạng trong liên tục ko thời kì do kết quả của một vật thể khối lượng lớn (ví dụ: Trái đất).
Chiều thứ 5 xuất hiện lúc nhà vật lý mở đầu tìm kiếm một lý thuyết thống nhất để kết nối tất cả các lực cơ bản đã biết của vũ trụ: lực hạt nhân mạnh và yếu, điện từ và lực lôi cuốn.
Lý thuyết trước hết trong số những lý thuyết này được tăng trưởng độc lập bởi nhà toán học người Đức Kaluza và nhà vật lý Thụy Điển Oskar Klein, để trở thành lý thuyết sau này được gọi là Lý thuyết Kaluza-Klein.
Năm 1919, Kaluza gửi giả thuyết của mình cho Einstein, tại đây ông đã trình diễn sự mở rộng của thuyết tương đối rộng trong 5 chiều (bốn ko gian, một thời kì). Lý thuyết này đề xuất lực điện từ là kết quả của sự cong vênh trong chiều ko nhìn thấy thứ năm, tương tự như loại biến dạng gây ra bởi các vật thể siêu khối lượng trong liên tục ko thời kì (4D) dẫn tới lực lôi cuốn.
Dựa trên sự hiểu biết này, Kaluza tin rằng mình có thể thống nhất hai lực lượng. Với ánh sáng khả kiến là một phần của quang phổ điện từ, Kaluza tưởng tượng ánh sáng chủ yếu xuất hiện ở chiều thứ năm, và những gì chúng ta thấy chỉ là hiệu ứng gợn sóng của sự nhiễu loạn trong chiều ko gian cao hơn này.
Chiều ko gian thứ 11
Chiều thứ 11 là một đặc điểm của không-thời gian đã được đề xuất như một câu trả lời khả thi cho những câu hỏi phát sinh trong lý thuyết siêu dây. Lý thuyết về siêu dây liên quan tới sự tồn tại của chín chiều ko gian và một chiều thời kì (tổng cộng có 10 chiều). Theo khái niệm này, chúng ta chỉ quan sát được ba chiều ko gian và một chiều thời kì bởi vì sáu chiều ko gian còn lại là “cuộn tròn” hoặc “liên kết”.
Theo lý thuyết siêu dây, tất cả các hạt cơ bản trong vũ trụ đều được cấu tạo bởi các vật thể toán học một chiều dao động được gọi là dây. Lý thuyết ko nêu rõ ràng các chuỗi được làm bằng gì hoặc chúng tới từ đâu; đúng hơn, chúng được đề xuất như những lý tưởng hình học. Mỗi sợi dây chỉ có chiều dài từ 10 -35 mét, nhỏ hơn nhiều lần so với đường kính của hạt nhân nguyên tử. Bất kỳ hạt hạ nguyên tử nào (hoặc hadron) đều được tạo thành từ một sợi dây dao động và quay với vận tốc ánh sáng. Một hadron cụ thể có được đặc điểm nhận dạng riêng của nó từ cách nhưng mà sợi dây quay và rung theo động lực học của thuyết tương đối rộng của Einstein. Tần số của dao động tương ứng với khối lượng của hạt.
Câu hỏi dằng dai vẫn còn, “Các chuỗi tới từ đâu?” Ngoài ra, có năm phiên bản không giống nhau của lý thuyết siêu dây giảng giải cách các hạt hạ nguyên tử hoạt động. Cả năm phiên bản đều đúng hay một số phiên bản đúng và một số phiên bản khác sai? Trong nỗ lực trả lời những câu hỏi này, một số nhà vật lý đã gợi ý rằng có tồn tại một chiều thứ 11, được liên kết giống như sáu chiều ko gian khác nhưng mà chúng ta ko trực tiếp quan sát được. Lý thuyết siêu dây với sự bao gồm của chiều thứ 11 đôi lúc được gọi là lý thuyết M hoặc lý thuyết về mọi thứ (TOE).
Trên đây là tổng hợp những thông tin cơ bản về ko gian 4 chiều là gì cùng ứng dụng của ko gian này trong cuộc sống của chúng ta. Khái niệm về ko gian vốn là các khái niệm mung lung, khó hiểu nhưng chúng chính cho nên nhưng mà nó trở thành vô cùng cuốn hút đối với các nhà khoa học nói riêng và người thường nói chung. Ngoài ra, trong bài viết trên chúng tôi cũng đã giới thiệu sơ qua về các chiều ko gian khác có thể bạn muốn biết. Kỳ vọng rằng qua bài viết này các bạn sẽ có cái nhìn toàn diện hơn về các chiều ko gian trong cuộc sống.
Đọc thêm: Nhân vật của di truyền học là gì? Tổng hợp thông tin
Thắc mắc –
[toggle title=”xem thêm thông tin chi tiết về Tổng hợp những điều cần biết về không gian 4 chiều là gì?” state=”close”]
Tổng hợp những điều cần biết về ko gian 4 chiều là gì?
Hình Ảnh về: Tổng hợp những điều cần biết về ko gian 4 chiều là gì?
Video về: Tổng hợp những điều cần biết về ko gian 4 chiều là gì?
Wiki về Tổng hợp những điều cần biết về ko gian 4 chiều là gì?
Tổng hợp những điều cần biết về ko gian 4 chiều là gì? -
Ko gian 4 chiều là gì? Khái niệm đúng nhất về ko gian 4 chiều và nguyên tắc tồn tại của chiều ko gian này là gì? Cùng chúng tôi tìm hiểu về những vấn đề xung quanh ko gian 4 chiều cùng trong bài viết dưới đây nhé.
Khái niệm ko gian 4 chiều là gì?
Ko gian 4 chiều hay ko gian 4d là một phần mở rộng của khái niệm ko gian 3 chiều (ko gian 3D). Theo nhận định trước đó, ko gian 3 chiều được thừa nhận là một chiều ko gian được tạo bởi chiều dài (x) – chiều rộng (y) – chiều sâu (z). Việc xác định thêm chiều ko gian thứ 4 chính là ý tưởng được khởi tạo bởi Louis Lagrange vào năm 1700. Sau 154 năm nghiên cứu, Bernhard Riemann đã đưa ra một khái niệm xác thực cho ko gian 4 chiều.
Trong bài luận của Charles HowarD Hinton mang tên “Chiều ko gian thứ 4 là gì” vào năm 1880 đã đưa ra những lập luận, phép tắc vô cùng thâm thúy về chiều ko gian thứ 4. Cũng thông qua bài luận này nhưng mà toàn cầu có được góc nhìn, khái niệm và những giảng giải rõ ràng hơn về ko gian 4 chiều là gì từ mẫu hình của một khối lập phương.
Hinton đã đưa ra khái niệm đơn giản nhất về ko gian này bằng cách vẽ hai khối hình nằm cách nhau ở khoảng ko nhìn thấy. Tiếp sau đó, ông đã vẽ cho nó những đường giữa ở các đỉnh tương đương tạo ra đường kết nối từ các định thuộc 2 khối này. Cho tới thời khắc hiện nay, đây cũng là đại diện một hướng duy nhất trong ko gian chiều thứ 4 ko thể nhìn thấy.
Thông qua những bài luận, những nghiên cứu từ hàng trăm năm nay, người ta đã kết luận rằng: “ Ko gian 4 chiều là mẫu hình toán học được thiết lập từ 4 chiều, được ký hiệu tuần tự các chiều là x, y, z, X. Ko gian này có những khối đa diện ở hình thức đa chiều, chiều thứ tư chính là chiều mở rộng của ko gian 3 chiều và được ký hiệu là X. Ko gian X là một trục vuông góc với toàn thể trục còn lại, theo toán học thì nó chính là trục hoành (trục x trong ký hiệu toán học.”
Ko gian 4 chiều có tồn tại ko?
Tới thời khắc hiện nay ko gian 4 chiều vẫn chỉ tồn tại trên lý thuyết. Chưa có cơ sở nào chứng thực được sự tồn tại của ko giản 4 chiều bởi mặt ko gian này là ko gian “ko thể nhìn thấy”.
Theo nghiên cứu, hiện nay chỉ có ba chiều ko gian được quan sát trong vũ trụ vật chất. Chiều thứ tư được quan sát là thời kì, về cơ bản là “thay đổi” đối với ba chiều ko gian. Thuyết tương đối hẹp thiết lập mối quan hệ của thời kì với ba chiều ko gian. Bốn chiều ko gian tự nó độc lập và tuyệt đối. Chúng tạo thành một bốn chiều tương đối.
Chúng ta có vũ trụ khách quan cụ thể. Sau đó, chúng ta có những quan sát bắt nguồn từ vũ trụ đó. Những quan sát này chỉ mang tính khách quan ở mức độ chúng thích hợp về mặt logic với vũ trụ cụ thể. Sử dụng những quan sát này, chúng ta đi tới các định luật và nguyên tắc của vật lý và các ngành khoa học khác. Ngoài những quy tắc và nguyên tắc này, chúng ta có khả năng quan sát. Những thứ này có thể được cho là tồn tại trong ko gian trừu tượng.
Tất cả các chiều bổ sung đó của lý thuyết ko độc lập với trừu tượng. Chúng được xây dựng theo phương pháp toán học và chỉ nhất quán với nhau. Tính nhất quán hợp lý của chúng với vũ trụ cụ thể vẫn chưa được thiết lập. Vì vậy, chúng chỉ mang tính chủ quan và ko đủ tiêu chuẩn như các quy luật và nguyên tắc khách quan.
Nếu có chiều thứ năm, nó sẽ là chiều trừu tượng kéo dài từ khách quan sang chủ quan. Lý thuyết Chuỗi nằm xa tính khách quan trong chiều trừu tượng này. Lý thuyết lượng tử nằm gần với tính khách quan hơn nhưng ko hoàn toàn khách quan vì nó ko tích hợp được khối lượng với trường.
Ứng dụng của ko gian 4 chiều là gì?
Ko gian 4 chiều cùng ko gian 3 chiều từ lâu đã được con người sử dụng để tìm hiểu về lĩnh vực toán học cùng vật lý học. Ngoài ra, ko gian cũng được sử dụng để khắc phục rất nhiều vấn đề trong khoa học.
Ko gian 4 chiều là dòng ko gian có cấu trúc phức tạp hơn nhiều so với các ko gian 2 chiều, 3 chiều. Cũng bởi có cấu trúc phức tạp, trừu tượng nên khiến chúng ta cảm thấy khó hiểu, mung lung nhưng đây cũng chính là yếu tố giúp chúng ta vận dụng, giảng giải nhiều hiện tượng khó hiểu khác. Cũng bởi lý do này nhưng mà chiều ko gian thứ 4 vào vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống của chúng ta.
Hiện nay, cũng có rất nhiều vấn đề xoay quanh bí hiểm về chiều ko gian thứ 4. Có nhiều truyền thuyết nói rằng chiều ko gian thứ 4 là nơi trú ngụ của các vong hồn. Đây cũng là nơi ko chịu tác động bởi bất kỳ định luật vật lý nào. Trong thuyết tương đối của Einstein đã cho rằng chiều ko gian thứ 4 chính là thời kì. Thuyết này cũng đã gây ra rất nhiều tranh cãi bởi nhiều nhà nghiên cứu luôn cho rằng ko gian – thời kì là hai thứ ko thể tách rời với nhau. Đã từ lâu, mọi người vẫn cho rằng ko gian cùng thời kì luôn là một thể thống nhất theo đó bất kỳ thay đổi nào trong ko gian cũng sẽ gây tác động tới thời kì và trái lại. Tuy nhiên, chính Einstein đã không thừa nhận đi các nhận định này. Ông chỉ ra rằng có khá nhiều yếu tố có thể làm sau lệch các mối quan hệ giữa ko gian và thời kì ví dụ như lực lôi cuốn chẳng hạn.
Cũng có nhiều nhà khoa học tin rằng chiều ko gian thứ 4 là chiều ko gian vuông góc với khối lập phương và con người chúng ta ko thể nhìn thấy chiều ko gian này. Đã có nhiều nhà nghiên cứu sử dụng thuyết tương đối của Einstein để nghiên cứu ý nguyện du hành thời kì. Họ cho rằng, chúng ta có thể vận chuyển tới bất kỳ đâu và theo bất kỳ hướng nào trong toàn cầu 3D, nhưng chúng ta chỉ có thể vận chuyển xuôi theo dòng thời kì. Mặc dù gần như kiên cố rằng việc du hành về quá khứ là ko thể nhưng nhiều nhà khoa học vẫn kỳ vọng sẽ tìm thấy những lỗ hổng giúp kết nối các vùng thời kì và ko gian với nhau.
Tổng hợp một số thông tin về các chiều ko gian khác bạn cần biết
Ko gian 1 chiều là gì?
Khái niệm ko gian 1 chiều:
Trong hình học, một ko gian có thể được khái niệm là số tọa độ tối thiểu cần thiết để xác định một điểm trong ko gian toán học. Dựa trên khái niệm này, ko gian một chiều (1D) là nhân vật trong đó một điểm trên nhân vật có thể được chỉ định chỉ bằng 1 tọa độ.
Ko gian 1 chiều thường được mô tả là một nhân vật có chiều dài, nhưng ko có chiều cao, chiều rộng hoặc chiều sâu/độ dày. Ví dụ về các nhân vật trong hình học thích hợp với khái niệm này bao gồm đường thẳng, tia và đoạn thẳng. Các đoạn thẳng kéo dài vô hạn, các tia có một điểm cuối và một điểm cuối kéo dài vô hạn, và các đoạn thẳng có hai điểm cuối. Tất cả chúng đều có chung đặc điểm là chỉ có thứ nguyên là chiều dài, ít nhất là trên lý thuyết. Thực tiễn, các đường thẳng, tia và đoạn thẳng được hiển thị bên dưới có một số chiều rộng, mặc dù nhỏ. Đường một chiều thực sự là thứ nhưng mà chúng ta sẽ ko thể nhìn thấy trên trang vì nó sẽ ko có độ dày.
Một đường số là một ví dụ cơ bản nhất về ko gian 1 chiều. Nó là một chiều vì chỉ cần xác định một tọa độ để xác định một vị trí cụ thể trên trục số. Ví dụ, “6” nhắc đến tới vị trí 6 ghi lại ghi lại ở bên phải của 0. Bất kỳ số nào chúng ta nêu đề sẽ là một số khoảng cách sang trái hoặc phải trên trục số. Chúng ta ko thể chỉ định vị trí bên trên, bên dưới hoặc bất kỳ nơi nào khác, bởi vì chỉ có 1 chiều ko gian.
Tương tự, trục x và trục y trên một mặt phẳng tọa độ là một chiều lúc xét riêng lẻ. Tuy nhiên, cùng với nhau, chúng tạo nên một mặt phẳng tọa độ hai chiều.
Ko gian 2 chiều là gì?
Khái niệm về ko gian 2 chiều:
Ko gian 2 chiều là một hình phẳng chỉ có hai kích thước – chiều dài và chiều rộng, ko có chiều dày hoặc chiều sâu, đó là lý do vì sao nó được gọi là hình dạng hai chiều. Trong hình học, hình 2D có thể được khái niệm là hình phẳng hoàn toàn phẳng và chỉ có hai kích thước – chiều dài và chiều rộng. Chúng ko có bất kỳ độ dày nào và chỉ có thể được đo bằng hai kích thước.
Đa giác là một hình dạng trong ko gian 2 chiều được tạo thành từ các đoạn thẳng nối với nhau, do đó tạo cho nó một hình dạng khép kín. Hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật và hình tam giác là một số ví dụ về hình dạng hai chiều và những hình dạng này có thể được vẽ trên giấy. Tất cả các hình dạng ko gian 2 chiều đều có cạnh, đỉnh (góc) và góc bên trong, ngoại trừ hình tròn, là hình cong. Ko gian 2 chiều có ít nhất ba cạnh thẳng được gọi là đa giác và những hình này bao gồm hình tam giác, hình vuông và tứ giác.
Các loại ko gian 2 chiều:
Ko gian 2 chiều có được phân loại thành 2 loại là đều hoặc ko đều dựa vào chiều dài và các góc bên trong:
- Ko gian 2 chiều được cho là đều nếu tất cả các cạnh của nó có chiều dài bằng nhau và tất cả các góc bên trong của nó đều đo bằng nhau.
- Ko gian 2 chiều được cho là ko đều nếu tất cả các cạnh có độ dài ko bằng nhau và tất cả các góc của nó có số đo ko bằng nhau.
Tính chất của ko gian 2 chiều:
Ko gian 2 chiều là một mặt phẳng có thể được vẽ trên một tờ giấy. Có nhiều loại hình dạng 2 chiều thông thường và thất thường không giống nhau như hình tròn, hình tam giác, hình vuông, hình chữ nhật, hình ngũ giác và hình lục giác. Ko gian 2D khép kín được tạo thành từ một đường cong ko có góc hoặc cạnh. Một số ví dụ thực tiễn của vòng tròn là tiền xu, bánh xe và bánh pizza. Một vòng tròn bao gồm các phần không giống nhau như bán kính, đường kính, chu vi, v.v.
Ví dụ về ko gian 2 chiều:
Ví dụ 1: Hình chữ nhật có thuộc loại hình 2D ko? Chiều dài của một hình chữ nhật là 32 m và chiều rộng là 20 m. Tìm chu vi của hình chữ nhật này.
Trả lời: Có, một hình chữ nhật thuộc loại hình 2D. Chiều dài của hình chữ nhật đã cho = 32 m; chiều rộng = 20 m
Ta biết chu vi hình chữ nhật = 2 (chiều dài + chiều rộng)
P = 2 (32 + 20) = 2 (52) = 2 × 52 = 104 m
Do đó chu vi hình chữ nhật là 104 m.
Ví dụ 2: Hình tròn có thuộc hình 2D ko? Tìm diện tích hình tròn có bán kính là 6 cm.
Trả lời: Có, một hình tròn thuộc loại hình 2D. Diện tích hình tròn = π × r 2 ; trong đó ‘r’ là bán kính của hình tròn và π là hằng số có trị giá là 22/7 hoặc 3,14.
Diện tích hình tròn = π × r 2
= 3,14 × 6 2
= 3,14 × 36
Do đó, Diện tích hình tròn = 113,04 cm vuông
Ví dụ 3: Xác định các hình 2D từ các hình sau. Hình tròn, hình hộp chữ nhật, khối Rubik, hình lục giác
Trả lời: Trong số các hình đã cho, hình tròn và hình lục giác là hình 2D vì chúng ko có độ dày hoặc chiều sâu. Hình hộp chữ nhật và hình khối Rubik là hình 3D vì chúng có 3 kích thước (chiều dài, chiều rộng và chiều cao).
Ko gian 3 chiều là gì?
Khái niệm ko gian 3 chiều:
Ko gian 3D hay ko gian ba chiều có thể được khái niệm là setup ko gian hoặc hình học, trong đó ba thông số được yêu cầu để xác định vị trí của bất kỳ phần tử hoặc điểm nào.
- Ko gian 3D còn được gọi là ko gian Euclide. Ko giống như ko gian hai chiều, hay 2D, được đặc trưng bởi hai trục, apace 3D có ba trục vuông góc với nhau. Ko gian 3D còn được gọi là ko gian x-y-z.
- Ko gian 3D trình bày toàn cầu thực tốt hơn ko gian 2D.
- Ko gian 3D liên quan tới cảm nhận chiều sâu, ko giống như ko gian 2D và xác định tất cả chiều dài, chiều rộng và chiều cao. Ko gian 2D chỉ xác định chiều dài và chiều cao.
- Ko gian 3D có thể trình diễn các vật thể ba chiều như hình khối, hình khối, hình cầu, v.v.
Hình học của ko gian 3 chiều và hệ tọa độ 3D
Hệ tọa độ ko gian 3 chiều xác định hình học của ko gian 3D. Hệ tọa độ 3D được tạo thành bởi một điểm được gọi là điểm gốc và ba trục có tên là trục x (abscissa), trục y (tọa độ) và trục z (ứng dụng). Ba trục này vuông góc với nhau và vị trí của bất kỳ điểm nào trong ko gian 3D được xác định bởi tọa độ tương ứng của chúng trong các trục x, y và z.
Các điểm trong ko gian ba chiều hoặc xyz được trình diễn bằng ba số được gọi là bộ ba có trật tự (x, y, z). Những con số này đại diện cho vị trí của điểm trong tọa độ x, tọa độ y và tọa độ z. Do đó, các trị giá x, y và z trong hệ tọa độ 3D là khoảng cách của điểm từ các trục x, y và z tương ứng và được đo từ gốc tọa độ.
Sự khác lạ giữa ko gian 2 chiều và 3 chiều:
STT | Ko gian 2 chiều | Ko gian 3 chiều |
1 | Hai kích thước | Ba kích thước |
2 | Hình học được xác định bởi hai trục: x và y | Hình học được xác định bởi ba trục: x, y và z |
3 | 2D là phẳng | 3D ko phẳng |
4 | Ko có cảm nhận chiều sâu | Nhận thức thâm thúy |
5 | Hình vuông, hình chữ nhật, hình tròn, v.v. được trình diễn trong ko gian 2D | Khối lập phương, khối lập phương và khối cầu được trình diễn trong ko gian 3D |
6 | Cơ chế xem phẳng | Hình ảnh toàn cầu thực tốt hơn |
7 | Ví dụ: Một bức ảnh đã in | Ví dụ: Một tác phẩm điêu khắc |
Ví dụ trong đời thực về các hình dạng học 3 chiều:
Trong toán học, chúng tôi nghiên cứu các vật thể 3 chiều trong khái niệm chất rắn và phấn đấu vận dụng chúng trong cuộc sống thực. Dưới đây là một số ví dụ thực tiễn về các hình dạng 3D, đó là một quả bóng đá, một khối lập phương, một cái xô và một cuốn sách.
Các loại hình 3 chiều:
Có nhiều hình dạng 3 chiều (hình dạng 3D) có cơ sở, thể tích và diện tích bề mặt không giống nhau. Hãy để chúng tôi thảo luận về từng người trong số họ.
Quả cầu
Một quả cầu có hình dạng tròn. Nó là một hình hình dạng học 3D có tất cả các điểm trên bề mặt của nó cách đều với tâm của nó. Hành tinh Trái đất của chúng ta giống một quả cầu, nhưng nó ko phải là một khối cầu. Hình dạng của hành tinh của chúng ta là một hình cầu. Một hình cầu giống hình cầu nhưng bán kính của hình cầu từ tâm tới bề mặt ko giống nhau ở mọi điểm. Một số đặc điểm quan trọng của hình cầu như sau:
- Nó có hình dạng giống một quả bóng và hoàn toàn đối xứng.
- Nó có bán kính, đường kính, chu vi, thể tích và diện tích bề mặt.
- Mọi điểm trên mặt cầu đều cách tâm một khoảng bằng nhau.
- Nó có một mặt, ko có cạnh và ko có đỉnh.
- Nó ko phải là một khối đa diện vì nó ko có các mặt phẳng.
Khối lập phương và hình khối
Hình lập phương và hình lập phương là hình dạng ba chiều (hình dạng 3D) có cùng số mặt, đỉnh và cạnh. Sự khác lạ chính giữa hình lập phương và hình lập phương là trong hình lập phương, tất cả sáu mặt của nó đều là hình vuông và trong hình lập phương, tất cả sáu mặt của nó đều là hình chữ nhật. Một khối lập phương và một khối lập phương chiếm thể tích không giống nhau và có diện tích bề mặt không giống nhau. Chiều dài, chiều rộng và chiều cao của một hình lập phương là như nhau, trong lúc đối với hình lập phương, chiều dài, chiều cao và chiều rộng là không giống nhau.
Hình trụ
Hình trụ là một hình dạng 3D có hai mặt tròn, một ở trên cùng và một ở dưới cùng và một mặt cong. Một hình trụ có chiều cao và bán kính. Chiều cao của hình trụ là khoảng cách vuông góc giữa mặt trên và mặt đáy.
Hình nón
Hình nón là một hình dạng ba chiều khác (hình dạng 3D) có đáy phẳng (hình tròn) và đỉnh nhọn ở đỉnh. Đầu nhọn ở đỉnh của hình nón được gọi là ‘Apex’. Một hình nón cũng có một bề mặt cong. Tương tự như hình trụ, hình nón cũng có thể được phân loại là hình nón tròn bên phải và hình nón xiên góc.
- Một hình nón có đáy là hình tròn hoặc hình bầu dục với một đỉnh (đỉnh).
- Một hình nón là một tam giác xoay.
- Dựa vào cách khối chóp thẳng hàng với tâm của đáy, hình nón bên phải hay hình nón xiên đều được tạo thành.
- Một hình nón trong đó đỉnh (hay chóp nhọn) vuông góc với mặt đáy được gọi là hình nón tròn xoay. Hình nón trong đó đỉnh nằm cách xa tâm của đáy được gọi là hình nón xiên.
- Một hình nón có chiều cao và bán kính. Ngoài chiều cao, một hình nón có chiều cao nghiêng là khoảng cách giữa khối chóp và một điểm bất kỳ trên chu vi của đáy hình tròn của hình nón.
Torus
Hình xuyến là một hình dạng 3D. Nó được tạo nên bằng cách quay một vòng tròn bán kính nhỏ hơn (r) xung quanh một vòng tròn lớn hơn có bán kính lớn hơn (R) trong một ko gian ba chiều.
- Hình xuyến là một vòng tròn đều đặn, có hình dạng giống như một chiếc bánh lốp hoặc bánh rán.
- Nó ko có cạnh hoặc đỉnh.
Kim tự tháp
Hình chóp là một hình đa diện có đáy là đa giác và khối chóp có các cạnh thẳng và các mặt phẳng. Dựa trên sự thẳng hàng của đỉnh với tâm của đáy, chúng có thể được phân loại thành hình chóp đều và kim tự tháp xiên.
- Hình chóp có đáy là tam giác được gọi là tứ diện.
- Hình chóp có đáy là tứ giác được gọi là hình chóp vuông.
- Hình chóp có đáy là một hình ngũ giác được gọi là hình chóp ngũ giác.
- Hình chóp có đáy là hình lục giác đều được gọi là hình chóp lục giác đều.
Lăng kính
Hình lăng trụ là chất rắn có các đầu là đa giác như nhau nhau và các cạnh bên là hình bình hành phẳng. Một số đặc điểm của lăng kính là:
- Nó có cùng một mặt cắt dọc theo chiều dài của nó.
- Các loại lăng kính không giống nhau là – lăng trụ tam giác, lăng trụ vuông, lăng trụ ngũ giác, lăng trụ lục giác, v.v.
- Lăng kính cũng được phân loại rộng rãi thành lăng trụ đều và lăng trụ xiên.
Ko gian 5 chiều là gì?
Khái niệm về ko gian 5 chiều:
Đối với hồ hết chúng ta, chiều thứ 5 là một khái niệm thân thuộc nhưng xa lạ. Nó có thể xuất hiện trong bộ phim khoa học viễn tưởng thích thú của bạn hoặc được đưa vào danh sách được đề xuất của bạn trên YouTube, nhưng bạn ko thể nhớ nó nói về cái gì. Chiều thứ 5, theo lý thuyết Kaluza-Klein là một khái niệm thống nhất hai trong số bốn lực cơ bản của tự nhiên trong một chiều thứ 5 để giảng giải cách ánh sáng (điện từ học) tương tác với lực lôi cuốn.
Mặc dù lý thuyết Kaluza-Klein sau đó bị coi là ko xác thực, nhưng nó là một điểm khởi đầu tốt cho sự tăng trưởng của lý thuyết dây, lý thuyết này chỉ khả thi với sự tồn tại của 10 chiều trở lên vì tính nhất quán toán học của nó. Những sai lệch đơn giản đã đủ để giảng giải sự tồn tại của các hạt và lực không giống nhau trong vũ trụ.
Những điều cơ bản về ko gian 5 chiều:
Ngoài ba chiều ko gian tạo nên ko gian, Thuyết tương đối tổng quát của Einstein cũng đề xuất chiều thứ 4, nơi ko gian và thời kì được đan xen vào một liên tục duy nhất được gọi là ko thời kì. Đa tạp bốn chiều này ko chỉ giảng giải vì sao các sự kiện đồng thời trở thành tương đối dựa trên trạng thái chuyển động của người quan sát, nhưng mà nó còn thiết lập lực lôi cuốn là kết quả của sự biến dạng trong liên tục ko thời kì do kết quả của một vật thể khối lượng lớn (ví dụ: Trái đất).
Chiều thứ 5 xuất hiện lúc nhà vật lý mở đầu tìm kiếm một lý thuyết thống nhất để kết nối tất cả các lực cơ bản đã biết của vũ trụ: lực hạt nhân mạnh và yếu, điện từ và lực lôi cuốn.
Lý thuyết trước hết trong số những lý thuyết này được tăng trưởng độc lập bởi nhà toán học người Đức Kaluza và nhà vật lý Thụy Điển Oskar Klein, để trở thành lý thuyết sau này được gọi là Lý thuyết Kaluza-Klein.
Năm 1919, Kaluza gửi giả thuyết của mình cho Einstein, tại đây ông đã trình diễn sự mở rộng của thuyết tương đối rộng trong 5 chiều (bốn ko gian, một thời kì). Lý thuyết này đề xuất lực điện từ là kết quả của sự cong vênh trong chiều ko nhìn thấy thứ năm, tương tự như loại biến dạng gây ra bởi các vật thể siêu khối lượng trong liên tục ko thời kì (4D) dẫn tới lực lôi cuốn.
Dựa trên sự hiểu biết này, Kaluza tin rằng mình có thể thống nhất hai lực lượng. Với ánh sáng khả kiến là một phần của quang phổ điện từ, Kaluza tưởng tượng ánh sáng chủ yếu xuất hiện ở chiều thứ năm, và những gì chúng ta thấy chỉ là hiệu ứng gợn sóng của sự nhiễu loạn trong chiều ko gian cao hơn này.
Chiều ko gian thứ 11
Chiều thứ 11 là một đặc điểm của không-thời gian đã được đề xuất như một câu trả lời khả thi cho những câu hỏi phát sinh trong lý thuyết siêu dây. Lý thuyết về siêu dây liên quan tới sự tồn tại của chín chiều ko gian và một chiều thời kì (tổng cộng có 10 chiều). Theo khái niệm này, chúng ta chỉ quan sát được ba chiều ko gian và một chiều thời kì bởi vì sáu chiều ko gian còn lại là “cuộn tròn” hoặc “liên kết”.
Theo lý thuyết siêu dây, tất cả các hạt cơ bản trong vũ trụ đều được cấu tạo bởi các vật thể toán học một chiều dao động được gọi là dây. Lý thuyết ko nêu rõ ràng các chuỗi được làm bằng gì hoặc chúng tới từ đâu; đúng hơn, chúng được đề xuất như những lý tưởng hình học. Mỗi sợi dây chỉ có chiều dài từ 10 -35 mét, nhỏ hơn nhiều lần so với đường kính của hạt nhân nguyên tử. Bất kỳ hạt hạ nguyên tử nào (hoặc hadron) đều được tạo thành từ một sợi dây dao động và quay với vận tốc ánh sáng. Một hadron cụ thể có được đặc điểm nhận dạng riêng của nó từ cách nhưng mà sợi dây quay và rung theo động lực học của thuyết tương đối rộng của Einstein. Tần số của dao động tương ứng với khối lượng của hạt.
Câu hỏi dằng dai vẫn còn, “Các chuỗi tới từ đâu?” Ngoài ra, có năm phiên bản không giống nhau của lý thuyết siêu dây giảng giải cách các hạt hạ nguyên tử hoạt động. Cả năm phiên bản đều đúng hay một số phiên bản đúng và một số phiên bản khác sai? Trong nỗ lực trả lời những câu hỏi này, một số nhà vật lý đã gợi ý rằng có tồn tại một chiều thứ 11, được liên kết giống như sáu chiều ko gian khác nhưng mà chúng ta ko trực tiếp quan sát được. Lý thuyết siêu dây với sự bao gồm của chiều thứ 11 đôi lúc được gọi là lý thuyết M hoặc lý thuyết về mọi thứ (TOE).
Trên đây là tổng hợp những thông tin cơ bản về ko gian 4 chiều là gì cùng ứng dụng của ko gian này trong cuộc sống của chúng ta. Khái niệm về ko gian vốn là các khái niệm mung lung, khó hiểu nhưng chúng chính cho nên nhưng mà nó trở thành vô cùng cuốn hút đối với các nhà khoa học nói riêng và người thường nói chung. Ngoài ra, trong bài viết trên chúng tôi cũng đã giới thiệu sơ qua về các chiều ko gian khác có thể bạn muốn biết. Kỳ vọng rằng qua bài viết này các bạn sẽ có cái nhìn toàn diện hơn về các chiều ko gian trong cuộc sống.
Đọc thêm: Nhân vật của di truyền học là gì? Tổng hợp thông tin
Thắc mắc -
[rule_{ruleNumber}]
[box type=”note” align=”” class=”” text-align: justify;”>Không gian 4 chiều là gì? Định nghĩa đúng nhất về không gian 4 chiều và nguyên lý tồn tại của chiều không gian này là gì? Cùng chúng tôi tìm hiểu về những vấn đề xung quanh không gian 4 chiều cùng trong bài viết dưới đây nhé.
Định nghĩa không gian 4 chiều là gì?
Không gian 4 chiều hay không gian 4d là một phần mở rộng của khái niệm không gian 3 chiều (không gian 3D). Theo nhận định trước đó, không gian 3 chiều được thừa nhận là một chiều không gian được tạo bởi chiều dài (x) – chiều rộng (y) – chiều sâu (z). Việc xác định thêm chiều không gian thứ 4 chính là ý tưởng được khởi tạo bởi Louis Lagrange vào năm 1700. Sau 154 năm nghiên cứu, Bernhard Riemann đã đưa ra một khái niệm chính xác cho không gian 4 chiều.
Trong bài luận của Charles HowarD Hinton mang tên “Chiều không gian thứ 4 là gì” vào năm 1880 đã đưa ra những lập luận, lý lẽ vô cùng sâu sắc về chiều không gian thứ 4. Cũng thông qua bài luận này mà thế giới có được góc nhìn, định nghĩa và những giải thích rõ ràng hơn về không gian 4 chiều là gì từ mô hình của một khối lập phương.
Hinton đã đưa ra khái niệm đơn giản nhất về không gian này bằng cách vẽ hai khối hình nằm cách nhau ở khoảng không nhìn thấy. Tiếp sau đó, ông đã vẽ cho nó những đường giữa ở các đỉnh tương đương tạo ra đường kết nối từ các định thuộc 2 khối này. Cho đến thời điểm hiện tại, đây cũng là đại diện một hướng duy nhất trong không gian chiều thứ 4 không thể nhìn thấy.
Thông qua những bài luận, những nghiên cứu từ hàng trăm năm nay, người ta đã kết luận rằng: “ Không gian 4 chiều là mô hình toán học được thiết lập từ 4 chiều, được ký hiệu lần lượt các chiều là x, y, z, X. Không gian này có những khối đa diện ở hình thức đa chiều, chiều thứ tư chính là chiều mở rộng của không gian 3 chiều và được ký hiệu là X. Không gian X là một trục vuông góc với toàn bộ trục còn lại, theo toán học thì nó chính là trục hoành (trục x trong ký hiệu toán học.”
Không gian 4 chiều có tồn tại không?
Đến thời điểm hiện tại không gian 4 chiều vẫn chỉ tồn tại trên lý thuyết. Chưa có cơ sở nào chứng thực được sự tồn tại của không giản 4 chiều bởi mặt không gian này là không gian “không thể nhìn thấy”.
Theo nghiên cứu, hiện tại chỉ có ba chiều không gian được quan sát trong vũ trụ vật chất. Chiều thứ tư được quan sát là thời gian, về cơ bản là “thay đổi” đối với ba chiều không gian. Thuyết tương đối hẹp thiết lập mối quan hệ của thời gian với ba chiều không gian. Bốn chiều không gian tự nó độc lập và tuyệt đối. Chúng tạo thành một tập hợp bốn chiều tương đối.
Chúng ta có vũ trụ khách quan cụ thể. Sau đó, chúng ta có những quan sát bắt nguồn từ vũ trụ đó. Những quan sát này chỉ mang tính khách quan ở mức độ chúng phù hợp về mặt logic với vũ trụ cụ thể. Sử dụng những quan sát này, chúng ta đi đến các định luật và nguyên tắc của vật lý và các ngành khoa học khác. Ngoài những luật lệ và nguyên tắc này, chúng ta có khả năng quan sát. Những thứ này có thể được cho là tồn tại trong không gian trừu tượng.
Tất cả các chiều bổ sung đó của lý thuyết không độc lập với trừu tượng. Chúng được xây dựng theo phương pháp toán học và chỉ nhất quán với nhau. Tính nhất quán hợp lý của chúng với vũ trụ cụ thể vẫn chưa được thiết lập. Vì vậy, chúng chỉ mang tính chủ quan và không đủ tiêu chuẩn như các quy luật và nguyên tắc khách quan.
Nếu có chiều thứ năm, nó sẽ là chiều trừu tượng kéo dài từ khách quan sang chủ quan. Lý thuyết Chuỗi nằm xa tính khách quan trong chiều trừu tượng này. Lý thuyết lượng tử nằm gần với tính khách quan hơn nhưng không hoàn toàn khách quan vì nó không tích hợp được khối lượng với trường.
Ứng dụng của không gian 4 chiều là gì?
Không gian 4 chiều cùng không gian 3 chiều từ lâu đã được con người sử dụng để tìm hiểu về lĩnh vực toán học cùng vật lý học. Ngoài ra, không gian cũng được sử dụng để giải quyết rất nhiều vấn đề trong khoa học.
Không gian 4 chiều là dòng không gian có cấu trúc phức tạp hơn nhiều so với các không gian 2 chiều, 3 chiều. Cũng bởi có cấu trúc phức tạp, trừu tượng nên khiến chúng ta cảm thấy khó hiểu, mông lung nhưng đây cũng chính là yếu tố giúp chúng ta áp dụng, giải thích nhiều hiện tượng khó hiểu khác. Cũng bởi lý do này mà chiều không gian thứ 4 đóng vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống của chúng ta.
Hiện nay, cũng có rất nhiều vấn đề xoay quanh bí ẩn về chiều không gian thứ 4. Có nhiều truyền thuyết nói rằng chiều không gian thứ 4 là nơi cư trú của các linh hồn. Đây cũng là nơi không chịu ảnh hưởng bởi bất kỳ định luật vật lý nào. Trong thuyết tương đối của Einstein đã cho rằng chiều không gian thứ 4 chính là thời gian. Thuyết này cũng đã gây ra rất nhiều tranh cãi bởi nhiều nhà nghiên cứu luôn cho rằng không gian – thời gian là hai thứ không thể tách rời với nhau. Đã từ lâu, mọi người vẫn cho rằng không gian cùng thời gian luôn là một thể thống nhất theo đó bất cứ thay đổi nào trong không gian cũng sẽ gây ảnh hưởng tới thời gian và ngược lại. Tuy nhiên, chính Einstein đã bác bỏ đi các nhận định này. Ông chỉ ra rằng có khá nhiều yếu tố có thể làm sau lệch các mối quan hệ giữa không gian và thời gian ví dụ như lực hấp dẫn chẳng hạn.
Cũng có nhiều nhà khoa học tin rằng chiều không gian thứ 4 là chiều không gian vuông góc với khối lập phương và con người chúng ta không thể nhìn thấy chiều không gian này. Đã có nhiều nhà nghiên cứu sử dụng thuyết tương đối của Einstein để nghiên cứu ý nguyện du hành thời gian. Họ cho rằng, chúng ta có thể di chuyển đến bất cứ đâu và theo bất kỳ hướng nào trong thế giới 3D, nhưng chúng ta chỉ có thể di chuyển xuôi theo dòng thời gian. Mặc dù gần như chắc chắn rằng việc du hành về quá khứ là không thể nhưng nhiều nhà khoa học vẫn hy vọng sẽ tìm thấy những lỗ hổng giúp kết nối các vùng thời gian và không gian với nhau.
Tổng hợp một số thông tin về các chiều không gian khác bạn cần biết
Không gian 1 chiều là gì?
Định nghĩa không gian 1 chiều:
Trong hình học, một không gian có thể được định nghĩa là số tọa độ tối thiểu cần thiết để xác định một điểm trong không gian toán học. Dựa trên định nghĩa này, không gian một chiều (1D) là đối tượng trong đó một điểm trên đối tượng có thể được chỉ định chỉ bằng 1 tọa độ.
Không gian 1 chiều thường được mô tả là một đối tượng có chiều dài, nhưng không có chiều cao, chiều rộng hoặc chiều sâu/độ dày. Ví dụ về các đối tượng trong hình học phù hợp với định nghĩa này bao gồm đường thẳng, tia và đoạn thẳng. Các đoạn thẳng kéo dài vô hạn, các tia có một điểm cuối và một điểm cuối kéo dài vô hạn, và các đoạn thẳng có hai điểm cuối. Tất cả chúng đều có chung đặc điểm là chỉ có thứ nguyên là chiều dài, ít nhất là trên lý thuyết. Thực tế, các đường thẳng, tia và đoạn thẳng được hiển thị bên dưới có một số chiều rộng, mặc dù nhỏ. Đường một chiều thực sự là thứ mà chúng ta sẽ không thể nhìn thấy trên trang vì nó sẽ không có độ dày.
Một đường số là một ví dụ cơ bản nhất về không gian 1 chiều. Nó là một chiều vì chỉ cần xác định một tọa độ để xác định một vị trí cụ thể trên trục số. Ví dụ, “6” đề cập đến vị trí 6 đánh dấu đánh dấu ở bên phải của 0. Bất kỳ số nào chúng ta nêu đề sẽ là một số khoảng cách sang trái hoặc phải trên trục số. Chúng ta không thể chỉ định vị trí bên trên, bên dưới hoặc bất kỳ nơi nào khác, bởi vì chỉ có 1 chiều không gian.
Tương tự, trục x và trục y trên một mặt phẳng tọa độ là một chiều khi xét riêng lẻ. Tuy nhiên, cùng với nhau, chúng tạo nên một mặt phẳng tọa độ hai chiều.
Không gian 2 chiều là gì?
Định nghĩa về không gian 2 chiều:
Không gian 2 chiều là một hình phẳng chỉ có hai kích thước – chiều dài và chiều rộng, không có chiều dày hoặc chiều sâu, đó là lý do tại sao nó được gọi là hình dạng hai chiều. Trong hình học, hình 2D có thể được định nghĩa là hình phẳng hoàn toàn phẳng và chỉ có hai kích thước – chiều dài và chiều rộng. Chúng không có bất kỳ độ dày nào và chỉ có thể được đo bằng hai kích thước.
Đa giác là một hình dạng trong không gian 2 chiều được tạo thành từ các đoạn thẳng nối với nhau, do đó tạo cho nó một hình dạng khép kín. Hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật và hình tam giác là một số ví dụ về hình dạng hai chiều và những hình dạng này có thể được vẽ trên giấy. Tất cả các hình dạng không gian 2 chiều đều có cạnh, đỉnh (góc) và góc bên trong, ngoại trừ hình tròn, là hình cong. Không gian 2 chiều có ít nhất ba cạnh thẳng được gọi là đa giác và những hình này bao gồm hình tam giác, hình vuông và tứ giác.
Các loại không gian 2 chiều:
Không gian 2 chiều có được phân loại thành 2 loại là đều hoặc không đều dựa vào chiều dài và các góc bên trong:
- Không gian 2 chiều được cho là đều nếu tất cả các cạnh của nó có chiều dài bằng nhau và tất cả các góc bên trong của nó đều đo bằng nhau.
- Không gian 2 chiều được cho là không đều nếu tất cả các cạnh có độ dài không bằng nhau và tất cả các góc của nó có số đo không bằng nhau.
Thuộc tính của không gian 2 chiều:
Không gian 2 chiều là một mặt phẳng có thể được vẽ trên một tờ giấy. Có nhiều loại hình dạng 2 chiều thông thường và bất thường khác nhau như hình tròn, hình tam giác, hình vuông, hình chữ nhật, hình ngũ giác và hình lục giác. Không gian 2D khép kín được tạo thành từ một đường cong không có góc hoặc cạnh. Một số ví dụ thực tế của vòng tròn là tiền xu, bánh xe và bánh pizza. Một vòng tròn bao gồm các phần khác nhau như bán kính, đường kính, chu vi, v.v.
Ví dụ về không gian 2 chiều:
Ví dụ 1: Hình chữ nhật có thuộc loại hình 2D không? Chiều dài của một hình chữ nhật là 32 m và chiều rộng là 20 m. Tìm chu vi của hình chữ nhật này.
Giải đáp: Có, một hình chữ nhật thuộc loại hình 2D. Chiều dài của hình chữ nhật đã cho = 32 m; chiều rộng = 20 m
Ta biết chu vi hình chữ nhật = 2 (chiều dài + chiều rộng)
P = 2 (32 + 20) = 2 (52) = 2 × 52 = 104 m
Do đó chu vi hình chữ nhật là 104 m.
Ví dụ 2: Hình tròn có thuộc hình 2D không? Tìm diện tích hình tròn có bán kính là 6 cm.
Giải đáp: Có, một hình tròn thuộc loại hình 2D. Diện tích hình tròn = π × r 2 ; trong đó ‘r’ là bán kính của hình tròn và π là hằng số có giá trị là 22/7 hoặc 3,14.
Diện tích hình tròn = π × r 2
= 3,14 × 6 2
= 3,14 × 36
Do đó, Diện tích hình tròn = 113,04 cm vuông
Ví dụ 3: Xác định các hình 2D từ các hình sau. Hình tròn, hình hộp chữ nhật, khối Rubik, hình lục giác
Giải đáp: Trong số các hình đã cho, hình tròn và hình lục giác là hình 2D vì chúng không có độ dày hoặc chiều sâu. Hình hộp chữ nhật và hình khối Rubik là hình 3D vì chúng có 3 kích thước (chiều dài, chiều rộng và chiều cao).
Không gian 3 chiều là gì?
Định nghĩa không gian 3 chiều:
Không gian 3D hay không gian ba chiều có thể được định nghĩa là cài đặt không gian hoặc hình học, trong đó ba tham số được yêu cầu để xác định vị trí của bất kỳ phần tử hoặc điểm nào.
- Không gian 3D còn được gọi là không gian Euclide. Không giống như không gian hai chiều, hay 2D, được đặc trưng bởi hai trục, apace 3D có ba trục vuông góc với nhau. Không gian 3D còn được gọi là không gian x-y-z.
- Không gian 3D thể hiện thế giới thực tốt hơn không gian 2D.
- Không gian 3D liên quan đến cảm nhận chiều sâu, không giống như không gian 2D và xác định tất cả chiều dài, chiều rộng và chiều cao. Không gian 2D chỉ xác định chiều dài và chiều cao.
- Không gian 3D có thể biểu diễn các vật thể ba chiều như hình khối, hình khối, hình cầu, v.v.
Hình học của không gian 3 chiều và hệ tọa độ 3D
Hệ tọa độ không gian 3 chiều xác định hình học của không gian 3D. Hệ tọa độ 3D được tạo thành bởi một điểm được gọi là điểm gốc và ba trục có tên là trục x (abscissa), trục y (tọa độ) và trục z (ứng dụng). Ba trục này vuông góc với nhau và vị trí của bất kỳ điểm nào trong không gian 3D được xác định bởi tọa độ tương ứng của chúng trong các trục x, y và z.
Các điểm trong không gian ba chiều hoặc xyz được biểu diễn bằng ba số được gọi là bộ ba có thứ tự (x, y, z). Những con số này đại diện cho vị trí của điểm trong tọa độ x, tọa độ y và tọa độ z. Do đó, các giá trị x, y và z trong hệ tọa độ 3D là khoảng cách của điểm từ các trục x, y và z tương ứng và được đo từ gốc tọa độ.
Sự khác biệt giữa không gian 2 chiều và 3 chiều:
STT | Không gian 2 chiều | Không gian 3 chiều |
1 | Hai kích thước | Ba kích thước |
2 | Hình học được xác định bởi hai trục: x và y | Hình học được xác định bởi ba trục: x, y và z |
3 | 2D là phẳng | 3D không phẳng |
4 | Không có cảm nhận chiều sâu | Nhận thức sâu sắc |
5 | Hình vuông, hình chữ nhật, hình tròn, v.v. được biểu diễn trong không gian 2D | Khối lập phương, khối lập phương và khối cầu được biểu diễn trong không gian 3D |
6 | Chế độ xem phẳng | Hình ảnh thế giới thực tốt hơn |
7 | Ví dụ: Một bức ảnh đã in | Ví dụ: Một tác phẩm điêu khắc |
Ví dụ trong đời thực về các dạng hình học 3 chiều:
Trong toán học, chúng tôi nghiên cứu các vật thể 3 chiều trong khái niệm chất rắn và cố gắng áp dụng chúng trong cuộc sống thực. Dưới đây là một số ví dụ thực tế về các hình dạng 3D, đó là một quả bóng đá, một khối lập phương, một cái xô và một cuốn sách.
Các loại hình 3 chiều:
Có nhiều hình dạng 3 chiều (hình dạng 3D) có cơ sở, thể tích và diện tích bề mặt khác nhau. Hãy để chúng tôi thảo luận về từng người trong số họ.
Quả cầu
Một quả cầu có dạng hình tròn. Nó là một hình dạng hình học 3D có tất cả các điểm trên bề mặt của nó cách đều với tâm của nó. Hành tinh Trái đất của chúng ta giống một quả cầu, nhưng nó không phải là một khối cầu. Hình dạng của hành tinh của chúng ta là một hình cầu. Một hình cầu giống hình cầu nhưng bán kính của hình cầu từ tâm đến bề mặt không giống nhau ở mọi điểm. Một số đặc điểm quan trọng của hình cầu như sau:
- Nó có hình dạng giống một quả bóng và hoàn toàn đối xứng.
- Nó có bán kính, đường kính, chu vi, thể tích và diện tích bề mặt.
- Mọi điểm trên mặt cầu đều cách tâm một khoảng bằng nhau.
- Nó có một mặt, không có cạnh và không có đỉnh.
- Nó không phải là một khối đa diện vì nó không có các mặt phẳng.
Khối lập phương và hình khối
Hình lập phương và hình lập phương là hình dạng ba chiều (hình dạng 3D) có cùng số mặt, đỉnh và cạnh. Sự khác biệt chính giữa hình lập phương và hình lập phương là trong hình lập phương, tất cả sáu mặt của nó đều là hình vuông và trong hình lập phương, tất cả sáu mặt của nó đều là hình chữ nhật. Một khối lập phương và một khối lập phương chiếm thể tích khác nhau và có diện tích bề mặt khác nhau. Chiều dài, chiều rộng và chiều cao của một hình lập phương là như nhau, trong khi đối với hình lập phương, chiều dài, chiều cao và chiều rộng là khác nhau.
Hình trụ
Hình trụ là một hình dạng 3D có hai mặt tròn, một ở trên cùng và một ở dưới cùng và một mặt cong. Một hình trụ có chiều cao và bán kính. Chiều cao của hình trụ là khoảng cách vuông góc giữa mặt trên và mặt đáy.
Hình nón
Hình nón là một hình dạng ba chiều khác (hình dạng 3D) có đáy phẳng (hình tròn) và đỉnh nhọn ở đỉnh. Đầu nhọn ở đỉnh của hình nón được gọi là ‘Apex’. Một hình nón cũng có một bề mặt cong. Tương tự như hình trụ, hình nón cũng có thể được phân loại là hình nón tròn bên phải và hình nón xiên góc.
- Một hình nón có đáy là hình tròn hoặc hình bầu dục với một đỉnh (đỉnh).
- Một hình nón là một tam giác xoay.
- Dựa vào cách khối chóp thẳng hàng với tâm của đáy, hình nón bên phải hay hình nón xiên đều được tạo thành.
- Một hình nón trong đó đỉnh (hay chóp nhọn) vuông góc với mặt đáy được gọi là hình nón tròn xoay. Hình nón trong đó đỉnh nằm cách xa tâm của đáy được gọi là hình nón xiên.
- Một hình nón có chiều cao và bán kính. Ngoài chiều cao, một hình nón có chiều cao nghiêng là khoảng cách giữa khối chóp và một điểm bất kỳ trên chu vi của đáy hình tròn của hình nón.
Torus
Hình xuyến là một hình dạng 3D. Nó được hình thành bằng cách quay một vòng tròn bán kính nhỏ hơn (r) xung quanh một vòng tròn lớn hơn có bán kính lớn hơn (R) trong một không gian ba chiều.
- Hình xuyến là một vòng tròn đều đặn, có hình dạng giống như một chiếc bánh lốp hoặc bánh rán.
- Nó không có cạnh hoặc đỉnh.
Kim tự tháp
Hình chóp là một hình đa diện có đáy là đa giác và khối chóp có các cạnh thẳng và các mặt phẳng. Dựa trên sự thẳng hàng của đỉnh với tâm của đáy, chúng có thể được phân loại thành hình chóp đều và kim tự tháp xiên.
- Hình chóp có đáy là tam giác được gọi là tứ diện.
- Hình chóp có đáy là tứ giác được gọi là hình chóp vuông.
- Hình chóp có đáy là một hình ngũ giác được gọi là hình chóp ngũ giác.
- Hình chóp có đáy là hình lục giác đều được gọi là hình chóp lục giác đều.
Lăng kính
Hình lăng trụ là chất rắn có các đầu là đa giác giống hệt nhau và các cạnh bên là hình bình hành phẳng. Một số đặc điểm của lăng kính là:
- Nó có cùng một mặt cắt dọc theo chiều dài của nó.
- Các loại lăng kính khác nhau là – lăng trụ tam giác, lăng trụ vuông, lăng trụ ngũ giác, lăng trụ lục giác, v.v.
- Lăng kính cũng được phân loại rộng rãi thành lăng trụ đều và lăng trụ xiên.
Không gian 5 chiều là gì?
Định nghĩa về không gian 5 chiều:
Đối với hầu hết chúng ta, chiều thứ 5 là một khái niệm quen thuộc nhưng xa lạ. Nó có thể xuất hiện trong bộ phim khoa học viễn tưởng yêu thích của bạn hoặc được đưa vào danh sách được đề xuất của bạn trên YouTube, nhưng bạn không thể nhớ nó nói về cái gì. Chiều thứ 5, theo lý thuyết Kaluza-Klein là một khái niệm thống nhất hai trong số bốn lực cơ bản của tự nhiên trong một chiều thứ 5 để giải thích cách ánh sáng (điện từ học) tương tác với lực hấp dẫn.
Mặc dù lý thuyết Kaluza-Klein sau đó bị coi là không chính xác, nhưng nó là một điểm khởi đầu tốt cho sự phát triển của lý thuyết dây, lý thuyết này chỉ khả thi với sự tồn tại của 10 chiều trở lên vì tính nhất quán toán học của nó. Những sai lệch đơn giản đã đủ để giải thích sự tồn tại của các hạt và lực khác nhau trong vũ trụ.
Những điều cơ bản về không gian 5 chiều:
Ngoài ba chiều không gian tạo nên không gian, Thuyết tương đối tổng quát của Einstein cũng đề xuất chiều thứ 4, nơi không gian và thời gian được đan xen vào một liên tục duy nhất được gọi là không thời gian. Đa tạp bốn chiều này không chỉ giải thích tại sao các sự kiện đồng thời trở nên tương đối dựa trên trạng thái chuyển động của người quan sát, mà nó còn thiết lập lực hấp dẫn là kết quả của sự biến dạng trong liên tục không thời gian do kết quả của một vật thể khối lượng lớn (ví dụ: Trái đất).
Chiều thứ 5 xuất hiện khi nhà vật lý bắt đầu tìm kiếm một lý thuyết thống nhất để kết nối tất cả các lực cơ bản đã biết của vũ trụ: lực hạt nhân mạnh và yếu, điện từ và lực hấp dẫn.
Lý thuyết đầu tiên trong số những lý thuyết này được phát triển độc lập bởi nhà toán học người Đức Kaluza và nhà vật lý Thụy Điển Oskar Klein, để trở thành lý thuyết sau này được gọi là Lý thuyết Kaluza-Klein.
Năm 1919, Kaluza gửi giả thuyết của mình cho Einstein, tại đây ông đã trình bày sự mở rộng của thuyết tương đối rộng trong 5 chiều (bốn không gian, một thời gian). Lý thuyết này đề xuất lực điện từ là kết quả của sự cong vênh trong chiều không nhìn thấy thứ năm, tương tự như loại biến dạng gây ra bởi các vật thể siêu khối lượng trong liên tục không thời gian (4D) dẫn đến lực hấp dẫn.
Dựa trên sự hiểu biết này, Kaluza tin rằng mình có thể thống nhất hai lực lượng. Với ánh sáng khả kiến là một phần của quang phổ điện từ, Kaluza hình dung ánh sáng chủ yếu xuất hiện ở chiều thứ năm, và những gì chúng ta thấy chỉ là hiệu ứng gợn sóng của sự nhiễu loạn trong chiều không gian cao hơn này.
Chiều không gian thứ 11
Chiều thứ 11 là một đặc điểm của không-thời gian đã được đề xuất như một câu trả lời khả thi cho những câu hỏi nảy sinh trong lý thuyết siêu dây. Lý thuyết về siêu dây liên quan đến sự tồn tại của chín chiều không gian và một chiều thời gian (tổng cộng có 10 chiều). Theo khái niệm này, chúng ta chỉ quan sát được ba chiều không gian và một chiều thời gian bởi vì sáu chiều không gian còn lại là “cuộn tròn” hoặc “kết hợp”.
Theo lý thuyết siêu dây, tất cả các hạt cơ bản trong vũ trụ đều được cấu tạo bởi các vật thể toán học một chiều dao động được gọi là dây. Lý thuyết không nêu rõ ràng các chuỗi được làm bằng gì hoặc chúng đến từ đâu; đúng hơn, chúng được đề xuất như những lý tưởng hình học. Mỗi sợi dây chỉ có chiều dài từ 10 -35 mét, nhỏ hơn nhiều lần so với đường kính của hạt nhân nguyên tử. Bất kỳ hạt hạ nguyên tử nào (hoặc hadron) đều được tạo thành từ một sợi dây dao động và quay với tốc độ ánh sáng. Một hadron cụ thể có được đặc điểm nhận dạng riêng của nó từ cách mà sợi dây quay và rung theo động lực học của thuyết tương đối rộng của Einstein. Tần số của dao động tương ứng với khối lượng của hạt.
Câu hỏi dai dẳng vẫn còn, “Các chuỗi đến từ đâu?” Ngoài ra, có năm phiên bản khác nhau của lý thuyết siêu dây giải thích cách các hạt hạ nguyên tử hoạt động. Cả năm phiên bản đều đúng hay một số phiên bản đúng và một số phiên bản khác sai? Trong nỗ lực trả lời những câu hỏi này, một số nhà vật lý đã gợi ý rằng có tồn tại một chiều thứ 11, được kết hợp giống như sáu chiều không gian khác mà chúng ta không trực tiếp quan sát được. Lý thuyết siêu dây với sự bao gồm của chiều thứ 11 đôi khi được gọi là lý thuyết M hoặc lý thuyết về mọi thứ (TOE).
Trên đây là tổng hợp những thông tin cơ bản về không gian 4 chiều là gì cùng ứng dụng của không gian này trong cuộc sống của chúng ta. Khái niệm về không gian vốn là các khái niệm mông lung, khó hiểu nhưng chúng chính bởi thế mà nó trở nên vô cùng cuốn hút đối với các nhà khoa học nói riêng và người thường nói chung. Ngoài ra, trong bài viết trên chúng tôi cũng đã giới thiệu sơ qua về các chiều không gian khác có thể bạn muốn biết. Hy vọng rằng qua bài viết này các bạn sẽ có cái nhìn toàn diện hơn về các chiều không gian trong cuộc sống.
Đọc thêm: Đối tượng của di truyền học là gì? Tổng hợp thông tin
Thắc mắc – [/box]
#Tổng #hợp #những #điều #cần #biết #về #ko #gian #chiều #là #gì
[/toggle]
Bạn thấy bài viết Tổng hợp những điều cần biết về ko gian 4 chiều là gì? có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Tổng hợp những điều cần biết về ko gian 4 chiều là gì? bên dưới để thpttranhungdao.edu.vn có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho độc giả nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website Trường THPT Trần Hưng Đạo
Nhớ để nguồn bài viết này: Tổng hợp những điều cần biết về không gian 4 chiều là gì? của website thpttranhungdao.edu.vn
Phân mục: Là gì?
#Tổng #hợp #những #điều #cần #biết #về #ko #gian #chiều #là #gì
Trả lời