Wieviel Dimensionen hat der Raum?

Von: , Frage gestellt am Sa, 18. Dez 1999

Hi, an alle Interessierten,

ich habe in der Literatur von verschiedenen Versionen des Raumes und dessen Dimensionen gelesen. Der Mensch ist dreidimensional, Länge-Breite-Höhe. Vielleicht kommt noch die Zeit als vierte Dimesion dazu. Oder ist diese nur die Erscheinungsform der Energie der Masse, welche wiederum die Gravitation "erzeugt"? Was ist eine Dimension? Eine Erscheinungsform der Energie, Abwandlungen von Zeit und Raum? Sind Zeit und Raum nur Abstraktionen von Energie? Ist die Energie des Raumes begrenzt? Wie hoch ist die Energie des Raumes und in welcher Dimension? War die Energie immer schon da, was war vorher? Urknall hin oder her, ist das nicht nur die Umwandlung einer Dimension? Ist der jetzt vorhandene Raum eine Darstellung von Microsekunden im Macrokosmos (Thema, was ist Zeit im Raum?)? Gibt es eine Welt der Energien ohne Materie? Ist Energie an Raum und Zeit gebunden oder gebärt Energie Raum und Zeit (und Materie)? Was ist der Ursprung? Winziges (Urknall!) Pünktchen Energie oder doch nur Umwandlung aller 21 Dimensionen des quantenphysikalischen Weltbildes?

André

7 Antworten zu dieser Frage

  1. Antwort von nach einer Stunde hilfreich
    Re: Wieviel Dimensionen hat der Raum?

    Hi Andre,

    alle Achtung, darüber willst Du hier diskutieren.
    Ich hoffe nur, Du findest einen Diskussionspartner dessen Horizont weit genug reicht.

    Zu deiner ursprünglichen Frage.
    Der Raum hat definitiv 3 Dimensionen.

    Gruß Thomas

    • Antwort von nach einem Tag hilfreich
      aha!?!

      Der Raum hat definitiv 3 Dimensionen.
      Woher willst du das denn so genau wissen???

      Bobok Semjon.

    • Antwort von nach einem Tag hilfreich
      Kommt auf den Raum an ...

      [...]
      Zu deiner ursprünglichen Frage.
      Der Raum hat definitiv 3 Dimensionen.
      Das ist so nicht ganz richtig. In der Mathematik sowie auch in der Physik gibt es die unterschiedlichsten "Raeume", die mit unserer Vorstellung teilweise recht wenig zu tun haben.

      Diese koennen dann beliebig viele Dimensionen haben (sogar unendlich viele!)

      Als gute Einfuehrung empfehle ich ein beliebiges Buch ueber lineare Algebra (weil alles lineare einfach und wohlverstanden ist :-) und dort ein Blick in das Kapitel "Vektorraeume"

      Gruss

      Jens

  2. Antwort von nach 3 Stunden hilfreich
    Re: Wieviel Dimensionen hat der Raum?

    Falls Du es noch nicht getan hast, lies doch mal das Buch "Jenseits von Einstein" (Autor hab ich vergessen). Ich find die darin aufgestellte Theorie der Super-strings und den eingefalteten 17 Dimensionen echt interessant!

    • Antwort von nach 6 Stunden hilfreich
      Re^2: Wieviel Dimensionen hat der Raum?

      Hallo,

      nett die Super-String-Theorie zu erwähnen, da gibt es genug Literatur. Einstein hat versucht, alles in Einklang zu bringen (glatter Marmor), aber andere versuchten diesen Vorbehalt aufzuklären, indem sie den Horizont zu überschreiten versuchten, es existiert das Universum nicht nur in den bekannten, greifbaren Dimensionen, entweder 17 oder 21 Dimensionen sind stabil, wie war das doch beim Urknall, wo sich die Dimensionen bildeten? Fachleute, meldet euch! [Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

  3. Antwort von nach 3 Tagen hilfreich
    Re: Wieviel Dimensionen hat der Raum?

    Ouups... das sind jetzt eine ganze Menge Fragen auf einmal!
    Ich will mal versuchen mich der Reihe nach an das Thema 'ranzutasten:

    Zunaechst mal ganz grundsaetzlich: Die Zahl der Dimensionen ist die Anzahl der unabhaengigen Angaben, die Du brauchst, um einen Punkt in Deinem (erst mal ganz beliebigen) Raum eindeutig festzulegen.

    In unserem "normalen" makroskopischen Raum, in dem wir uns befinden,sind das erst mal DREI: Egal, ob Du nun Laege, Barie und Hoehe oder stattdessen z.B. eine Laenge und zwei Winkel nimmst: Drei Angaben brauchst Du immer, egal was Du auch versuchst. (Ganz banal und ueberhaupt nicht esoterisch...)
    Wenn Dein "Raum" stattdessen ein Blatt Papier waere, haettest Du nur zwei Dimensionen, in irgendeinem abstrakten mathematischen Raum kannst Du beleibig viele Dimesionen haben.

    (Die Frage, warum unsere Welt offensichtlich gerade diese drei Raumdimensionen hat, ist uebrigens ein Raetsel, auf das kein Physiker auch nur annaehernd eine Antwort weiss!)

    Mr. Einstein hat in seiner beruehmten (speziellen) Relativitaetstheorie jetzt festgestellt, dass sich die Zeit in mathematischer Hinsicht fast genauso wie eine Raum-Dimension behandeln laesst. Das spielt v.a. eine Rolle, wenn man sehr schnell bewegte Systeme betrachtet: Dann veraendern sich sowohl Raum- als auch Zeitabstaende, aber aus Raum und Zeit zusammen kann man eine Groesse konstruieren, die in allen Bezugssystemen unveraendert ist.

    Energie, Masse und Gravitation haben mit der ZAHL der Dimensionen direkt erst mal nichts zu tun. Allerdings veraendert eine vorhandene Masse (oder Energie - das ist physikalisch gesehen dasselbe) die STRUKTUR des Raumes und erzeugt auf diese Weise die Gravitation. Man spricht hier von "Raumkruemmung". Dass ohne Materie (bzw. Energie) auch kein Raum existieren wuerde, ist u.a. eine Folgerung aus der _allgemeinen_ Relativitaetstheorie.

    Das Stichwort "17 Dimensionen" (oder noch mehr) bezieht sich dann wieder auf noch etwas Anderes, naemlich auf die sogenannten "Stringtheorien": Die gehen u.a. davon aus, dass es 'eigentlich' sehr viel mehr Dimensionen gibt, als wir makoskopisch wahrnehmen, aber dass alle bis auf drei auf _extrem_ kleinem Masstab "aufgerollt" sind, so dass wir sie nicht bemerken. (Versuche besser gar nicht erst, Dir das bildlich vorzustellen - das schafft auch kein theoretischer Physiker!) Letztlich geht es dabei darum, ein mathematisches Modell zu entwerfen, bei dem die Gravitation gemeinsam mit den uebrigen Wechselwirkungen der Teilchenphysik beschrieben wird. Ansonsten stellen sich einem naemlich bei diesem Veruch naemlich einige unueberwindliche Hindernisse in den Weg.

    Ob dies Gedankenkonstruktion allerdings auch tatsaechlich in der Natur verwirklicht ist, ist bisher reine Spekulation.

    Martin

  4. Antwort von nach 3 Tagen hilfreich
    Re: Wieviel Dimensionen hat der Raum?

    Vielleicht kommt noch die Zeit als vierte
    Dimesion dazu.
    Der Mensch spricht von Dimensionen, damit
    er physikalische Gesetze formulieren kann,
    damit er seine Beobachtungen beschreiben
    kann. Insofern halte ich die Dimension nicht
    fuer etwas Physikalisches, sondern fuer eine
    mathematische Abstraktion. Die Zeit als
    Dimension aufzufassen, ist daher eine Finte
    in der Relativitaetstheorie, um ihren mathe-
    matischen Formalismus zu vereinfachen. Ist die Energie des Raumes begrenzt?
    Gute Frage, auf die ich eine Ant wort geben
    koennte, wenn ich wuesste, wie hoch die
    Energie des Quantenvakuums ist (ein heisses
    Thema der Quantentheorie). War die Energie immer
    schon da, was war vorher?
    Gott?
    Eine sehr philosophische Frage, auf die Dir
    die Physik sicher keine fundierte Antwort
    geben kann. Vielleicht hilft da eines Tages
    das Quantenvakuum weiter... Urknall hin
    oder her, ist das nicht nur die
    Umwandlung einer Dimension?
    Die Raumzeit, wie wir sie kennen, ist durch
    den Urknall entstanden, so die Theorie. Das
    "Vorher" war eine Singularitaet, auch etwas,
    das man vermeiden sollte sich vorzustellen.
    Insofern sind die Raumzeit-Dimensionen mit
    dem Urknall entstanden. Ist der jetzt
    vorhandene Raum eine Darstellung von
    Microsekunden im Macrokosmos (Thema, was
    ist Zeit im Raum?)?
    Wie oben bereits gesagt, ist die Behandlung
    der Zeit in der Relativitaetstheorie als
    Dimension von grossem Vorteil. Dabei
    geniesst die Zeit als Dimension genau die
    gleichen Privilegien wie die
    Raumdimensionen. Man sollte sich daher von
    der Vorstellung loesen, die Zeit wie eine
    Extrawurst zu behandeln (das ist nur ein
    eingeschraenkten Faellen moeglich). Gibt es eine Welt der
    Energien ohne Materie?
    Definitiv nicht, da Materie und Energie nur
    zwei verschiedene Betrachtungsformen von ein
    und der Selben Wesenheit sind, nämlich einer
    Wesenheit, die Raum und Zeit formt
    (kruemmt), d.h. die Gravitation erzeugt.
    Stichwort: E = m * c^2. Ist Energie an
    Raum und Zeit gebunden oder gebärt
    Energie Raum und Zeit (und Materie)?
    Die Begriffe nicht,
    aber ich denke, die Verbindung besteht
    darin, dass Materie/Energie Gravitation
    erzeugt (d.h. die Raumzeit kruemmt).
    Gravitation hat wiederum Energie, was gleichbedeutet mit Masse ist, die wiederum
    Gravitation erzeugt. Ist das nicht eine
    enge Verbindung? Gekruemmte Raumzeit hat
    potentielle Energie, Energie kruemmt die
    Raumzeit... Was ist der Ursprung?
    Nach der allgemeinen Relativitaetstheorie
    eine Singularitaet, ein unendlich
    gekruemmter Punkt Raumzeit. Wie gesagt,
    versuch Dir nichts darunter vorzustellen! Winziges (Urknall!)
    Pünktchen Energie oder doch nur
    Umwandlung aller 21 Dimensionen des
    quantenphysikalischen Weltbildes?
    Hier nur eine Anmerkung.
    Das Raetselraten um die Zahl der Dimensionen
    ist noch nicht abgeschlossen. Noch immer ist
    man fieberhaft bemueht, die maechstigsten
    beiden Theorien zu vereinen, die allgemeine
    Relativitaet auf der einen Seite und die
    Quantenphysik auf der anderen. Heute
    bekannte Ansaetze haben alle ihre Wuermer.
    Der Grund der Schwierigkeit liegt meines
    Erachtens im voellig verschiedenen Wesen
    der beiden Theorien. Die allgemeine
    Relativitaetstheorie ist eine klassische
    Theorie, die versucht, physikalisch reale
    Dinge und deren Bewegungsverhalten zu
    beschreiben. Sie geht also davon aus, dass
    es "Dinge" gibt, die einer Beschreibung
    beduerfen. Die Quantentheorie setzt nichts
    dergleichen voraus (auch wenn man sagt,
    ich beschreibe ein Elektron
    quantenphysikalisch, ist es strenggenommen
    falsch). Die Quantentheorie geht allein von
    Beobachtungen/Messungen aus. Korrekterweise
    muss man sagen, dass man den Ort eines
    Elektrons bestimmt, den Impuls... Fuer die
    Quantenphysik existiert das Elektron nur bei
    der Messung, was zwischen zwei Messungen mit
    einem Elektron (ob es denn wirklich
    existiert, die Beantwortung der Frage
    obliegt nicht der Quantenphysik), ist und
    bleibt unklar. Die Quantentheorie liefert
    nur und nur Wahrscheinlichkeiten darueber,
    welcher Ort bei der naechsten Messung
    bestimmt werden koennte.

    Das letzte lies mehrmals,
    ansonsten eine Buchempfehlung
    Zukav: "Die tanzenden Wu Li Meister"

    MEB

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