La misura o la lunghezza di un oggetto o di un'area di un luogo per una direzione viene misurata in dimensioni in matematica. Una linea occupa una sola dimensione. Va solo in una direzione. Un piano bidimensionale è un piano base. Una superficie piana, ad esempio, può essere estesa in uno dei due sistemi di coordinate cartesiane.
L'ambiente ha tre dimensioni spaziali: larghezza, profondità e altezza, oltre a una quarta dimensione temporale.
3D contro 4D
La differenza principale tra tre e quattro dimensioni è che le tre dimensioni vengono percepite rapidamente. D’altra parte, le quattro dimensioni sono difficili da sentire e notare.
Le tre dimensioni (3D) sono caratterizzate dalla presenza (espansione) dell'oggetto target nei piani x, y e z. Percepiamo il nostro ambiente e gli oggetti che ci circondano in tre dimensioni. Ora possiamo vedere tre dimensioni con i dati acquisiti e identificati dai nostri recettori sensoriali. La creazione del sistema di coordinate cartesiane nel XVII secolo gettò i semi della conoscenza tridimensionale.
Tutto ciò che vediamo, sentiamo e sentiamo è contenuto nello spazio tridimensionale. Tuttavia, gli scienziati credono da tempo nella presenza di una dimensione aggiuntiva oltre allo spazio tridimensionale, che hanno soprannominato la quarta dimensione. L'argomento della quarta dimensione iniziò alla fine del XVIII secolo quando Jean Le Rond D'Alembert introdusse il concetto. Il tempo che non può essere visto o sentito è conosciuto come la quarta dimensione.
Tabella di confronto tra 3D e 4D
| parametri | 3D | 4D |
| Significato | L'esistenza o l'estensione delle cose attraverso le tre coordinate cartesiane. | Lunghezza, larghezza (larghezza) e altezza sono tutte dimensioni importanti. |
| Specifiche | La quarta dimensione è un’idea teorica che deve ancora essere dimostrata. | Lunghezza, altezza, larghezza (larghezza) e tempo sono tutti fattori da considerare. |
| Visualizzazione dei dati | È possibile sentire e sperimentare | È difficile discernere. |
| La fonte | All'inizio del XVII sec | Durante la fine del XVIII sec |
| Prove di esistenza | L'esistenza dello spazio tridimensionale è stata dimostrata sia teoricamente che sperimentalmente. | La quarta dimensione è un'idea teorica che deve ancora essere dimostrata nella pratica. |
| Esempi | a forma di cubo | Prisma triangolare |
Cos'è il 3D?
L'esistenza di un oggetto nei tre assi spaziali viene definita spazio tridimensionale (3D). È il numero di fattori indipendenti necessari per determinare la posizione di un determinato oggetto nello spazio.
L'idea dello spazio tridimensionale è stata sviluppata in una fase iniziale. Tutto nel nostro ambiente ha tre dimensioni. Queste cose hanno tutte le stesse dimensioni, larghezza (larghezza) e altitudine. Il mondo in cui viviamo è rappresentato in tre dimensioni. Il livello di percezione è determinato dalla capacità dell'individuo di vedere questi aspetti utilizzando le proprie percezioni.
In matematica, i tre parametri geometrici sono stati usati per denotare lo spazio tridimensionale. Gli assi x, y e z, per l'esattezza. Tutti e tre gli assi devono essere rappresentati per descrivere la loro posizione o esistenza. La regione quadrata, ad esempio, può essere caratterizzata da una delle due dimensioni nelle coordinate cartesiane, come il piano xy, yz o zx; ma tutti e tre gli assi devono convalidare la validità di un cubo. Per calcolare il volume del cubo si possono utilizzare solo i dati ottenuti da tutti e tre gli assi.
Nella cinematografia, il 3D introduce nuove tecniche video, come gli effetti digitali che producono immagini tridimensionali. Un film in 4D è un film in 3D con effetti aggiunti che simulano un'esperienza di vita reale e viene proiettato in sale specifiche.
Cos'è il 4D?
Lo spazio in quattro dimensioni (4D) è un fenomeno unico nel suo genere. È ancora disponibile come abstract, guadagnando popolarità quando Einstein pubblicò i suoi studi sulla legge di gravità. Il tempo è il quarto asse fittizio nella quarta dimensione, una forma modificata di spazio tridimensionale.
Secondo la teoria di Einstein, tutto esiste all'interno di un certo quadro di scale spaziali e temporali. Il tempo non è visto come una quantità separata ma come una componente dello spazio.
Ciò implica che qualsiasi cambiamento nello spazio avrà un impatto significativo sul tempo. Quando il tempo viene considerato un parametro dimensionale, il funzionamento del pianeta cambia radicalmente. Man mano che lo spazio cambia, l’impatto del passato, del presente e del futuro viene neutralizzato.
Il Tesseract è un eccellente esempio di come comprendere la quarta dimensione. Nella quarta dimensione, i tesseracts sono l'esistenza di un cubo. Il tesseract viene generato quando si ritiene che un cubo venga espulso in direzione trasversale alla tridimensionalità corrente.
L'animazione qui sotto mostra un tesseract da un tale angolo tridimensionale. Gli individui troveranno difficile da comprendere poiché possiamo rilevare solo in tre dimensioni. Gli scienziati stanno lavorando duramente per trasformare questa idea in realtà, che potrebbe richiedere molto tempo per concretizzarsi.
Principali differenze tra 3D e 4D
- La posizione di un dato oggetto nello spazio tridimensionale è definita da tre coordinate (assi). Il tempo viene introdotto nello spazio tridimensionale come molteplici assi virtuali nella quarta dimensione, che è quella mentale.
- Lo spazio tridimensionale comprende tre dimensioni: lunghezza, larghezza (larghezza) e altezza. Come quarta dimensione viene introdotto il tempo.
- Gli esseri umani vivono in un universo tridimensionale. La nozione di quattro dimensioni è stata sviluppata dalla teoria della relatività ristretta di Newton, che è ancora disponibile nella sua forma astratta.
- Potrebbe essere utilizzato un parallelepipedo, un cubo, una sfera o qualsiasi illustrazione geometrica per lo spazio tridimensionale. Il tesseract è un noto esempio di spazio quadridimensionale.
- La produzione additiva è un esempio reale. La stampa 3D si ottiene aggiungendo materiale alla sua base verticale. Ogni volta che questa stampa 3D inizia a rispondere alle condizioni ambientali, viene definita stampa 4D.
Conclusione
Lo spazio tridimensionale contiene tutti gli elementi con cui interagiamo. Anche se la quarta dimensione è stata dibattuta per così tanti anni, in qualche modo rimane un’idea aritmetica con enormi tesori oscuri. La manifestazione della quarta dimensione su scala più ampia cambierà la nostra comprensione e visione del mondo.
Basandosi sull'astrazione scientifica, la matematica, la fisica e altre scienze introducono l'idea di uno spazio multidimensionale. Di conseguenza, è emersa la nozione di 4D, incentrata sulla fisica moderna, con il tempo aggiuntivo come dimensione indipendente.
Riferimenti
- https://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/(ASCE)0733-9364(2008)134:10(776)
- https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.47.8471
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