ממד (פיזיקה)

בפיזיקה, ממד של מערכת משקף דרגת חופש של תנועה במרחב. מספר הממדים של מרחב הוא מספר הקואורדינטות המינימלי שצריך כדי לתאר אותו, ומספר הכיוונים הבלתי-תלויים בהם אפשר לנוע (למשל, כיוונים ניצבים הם לרוב בלתי תלויים).

 דרגות 
לקו ישר ישנו ממד אחד כיוון שיש לו רק דרגת חופש אחת. למישור ישנם שני ממדים. ליקום ישנם שלושה ממדים מרחביים מוכרים - אורך, רוחב וגובה. לפי תורת היחסות, ליקום ישנם ארבעה ממדים: שלושת הממדים המוכרים וממד הזמן. לארבעת הממדים הללו ניתן השם "מרחב-זמן". הנקודות במרחב-זמן נקראות "מאורעות" ואפשר לתאר אותן כרביעייה סדורה בקואורדינטות (t, x, y, z) - זמן, אורך, רוחב וגובה.

תאוריות נוספות
ישנן תאוריות נוספות, שאינן נתמכות בניסויים, שגורסות שביקום שלנו ישנם יותר מארבעה ממדים. בניסוחים המוקדמים של תורת המיתרים גרסו שהיקום מורכב מ-10 ממדים. מאוחר יותר, לאחר ששופרו המשוואות, הגיעו למסקנה שהיקום מורכב מ-11 ממדים – מתוכם 10 ממדים הם מרחביים, וממד זמן אחד, ואולם ישנן תורות אחרות שלפיהן ישנם מספרים אחרים של ממדים. לפי תורות אלו הממדים הנוספים (נוסף על ארבעת הממדים המוכרים) בלתי נצפים ללא מדידת כבידה מכיוון שהם קומפקטיים ומזעריים. לפי פיתוחים בתורת העל-מיתר ותורת M הדרך היחידה שלנו לחזות בממדים הנוספים היא באמצעות כוח הכובד. זאת מכיוון שהגרביטון, החלקיק הנשא של הכבידה, הוא היחיד המסוגל "לגלוש" לממדים הנוספים, בעוד החלקיקים הנשאים של שאר הכוחות, או חלקיקי החומר אינם מסוגלים לעשות זאת, והם "כבולים" לארבעת ממדי היקום. קיומם של ממדים נוספים לא אושש בניסויים עד כה.

מודל שהציעו נימה ארקני-חאמד, סאבאס דימופולוס וגאורגי (גיה) דבלי מתאר אפשרות לבנות את חוקי הפיזיקה בעולם עם חמישה ממדים שבהם הממד החמישי אינו ממוזער, אך מתנהג באופן שונה משאר הממדים, ובו רק חלקיקים מסוימים יכולים לנוע. גם מודל זה זכה למחקרים תאורטיים רבים אך לא אושש בניסויים עד כה.

 ראו גם 
 ממד (מתמטיקה)
 ממד (אלגברה)

 לקריאה נוספת 
 Gravitation, Density, Black Holes and Spatial Quantization, Journal of High Energy Physics, Gravitation and Cosmology

הערות שוליים

קטגוריה:פיזיקה