Boyut

matematiksel bir uzayda maksimum bağımsız yön sayısı

Fizik ve matematikte bir uzayın ya da nesnenin boyutu, gayriresmî olarak bu uzay ve nesne üzerindeki herhangi bir noktayı belirlemek için gereken minimum koordinat sayısı olarak tanımlanır.[1][2] Bir doğru üzerindeki bir noktayı tanımlamak için bir koordinat gerektiğinden doğrunun bir boyutu vardır (örneğin sayı doğrusu üzerindeki 5 noktası). Düzlem, kare ya da daire yüzeyinin iki boyutu vardır, çünkü bu yüzeyler üzerindeki herhangi bir noktayı tanımlamak için iki koordinata ihtiyaç vardır (örneğin kare üzerindeki bir noktayı tanımlamak için hem enleme, hem de boylama ihtiyaç vardır). Yine aynı şekilde küre, silindir ya da küpün içindeki bir noktayı tanımlamak için üç koordinat gerektiğinden bu boşluk üç boyutludur. İzafiyet Teorisi'nde ise zaman, dördüncü ve uzaysal olmayan boyut olarak eklenir.

Soldan sağa, kare, küp ve tesseract. Karenin çevresi bir boyutlu doğrular, küp iki boyutlu alanlar ve tesseract da üç boyutlu hacimler tarafından sınırlandırılmıştır.
  1. İki nokta birbirine bağlanarak bir doğru parçası oluşturur.
  2. İki paralel doğru parçası birbirine bağlanarak bir kare oluşturur.
  3. İki paralel kare birbirine bağlanarak bir küp oluşturur.
  4. İki paralel küp birbirine bağlanarak bir tesseract oluşturur.

Klasik mekanikte uzay ve zaman farklı kategorilerdir ve mutlak uzay ve zamanı ifade eder. Bu dünya kavramı, elektromanyetizmayı tanımlamak için gerekli olan tanım hariç, dört boyutlu bir uzaydır. Uzay-zamanın dört boyutu (4B), uzamsal ve zamansal olarak kesin olarak tanımlanmayan, daha ziyade bir gözlemcinin hareketine göre bilinen olaylardan oluşur. Minkowski uzayı, önce yerçekimsiz evrene yaklaşır; genel göreliliğin pseudo-Riemannian manifoldları uzay-zamanı madde ve yerçekimi ile tanımlar. Süpersicim teorisini (6D hiperuzay + 4D) tanımlamak için 10 boyut kullanılır, 11 boyut süper kütleçekimini ve M teorisini (7D hiperuzay + 4D) tanımlayabilir ve kuantum mekaniğinin durum uzayı sonsuz boyutlu bir fonksiyon alanıdır.

Boyut sayısı
Örnek koordinat sistemleri
1
Sayı doğrusu
Sayı doğrusu
Açı
Açı
2
Kartezyen sistem (2b)
Kartezyen (iki boyutlu)
Kutupsal sistem
Kutupsal
Coğrafi sistem
Enlem ve boylam
3
Kartezyen sistem (3b)
Kartezyen (üç boyutlu)
Silindirik sistem
Silindirik
Küresel sistem
Küresel

Boyut kavramı fiziksel nesnelerle sınırlı değildir. Matematikte ve bilimlerde yüksek boyutlu uzaylar sıklıkla görülür. Lagrange veya Hamilton mekaniğindeki gibi parametre uzayları veya konfigürasyon uzayları olabilirler; bunlar, içinde yaşadığımız fiziksel alandan bağımsız olan soyut alanlardır.

İlave boyutlarDüzenle

Fizikte üç uzay boyutu ve bir de zaman boyutu kabul gören normdur. Fakat temel kuvvetleri birleştirmeye çalışan teoriler, bu amaçla daha fazla boyut eklemektedirler. Süpersicim teorisi, M teorisi ve Bozonsal sicim teorisi, fiziksel uzayın sırasıyla 10, 11 ve 26 boyutlu olduğunu iddia ederler. Bu ilâve boyutların uzaysal olduğu söylenir. Fakat biz ancak üç uzaysal boyutu algılarız ve bugüne kadar ne deneysel, ne de gözlemsel deliller, ilave boyutların varlığını tasdik etmez. Muhtemel bir açıklama, uzayın atomaltı ölçekte (muhtemelen kuark/sicim ölçek seviyesi veya daha altta) ilave boyutların içine "sarılmış gibi" davrandığıdır.

Aralık 2012'de Büyük Hadron Çarpıştırıcısı sonuçlarının analizi, büyük ilave boyutlu teorileri ciddî şekilde sınırlamıştır.[3]

Uzaya ilave boyutlar eklemiş başka fizîki teorilerse şunlardır:

KaynakçaDüzenle

  1. ^ "What is a dimension?". cornell.edu. 4 Haziran 2003. 24 Ocak 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ocak 2012. 
  2. ^ "MathWorld: Dimension". mathworld.wolfram.com. 5 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ocak 2012. 
  3. ^ CMS Collaoration, "Search for Microscopic Black Hole Signatures at the Large Hadron Collider," http://arxiv.org/abs/1012.3375 12 Temmuz 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

Konuyla ilgili yayınlarDüzenle