Una lombriz de tierra se arrastra sobre un papel, y el mundo que percibe solo tiene "adelante-atrás" e "izquierda-derecha". Para ella, simplemente no existe la idea de "arriba-abajo". Un día, un niño perfora el papel con un lápiz, y un "punto" nunca antes visto aparece de repente frente a la lombriz, para desaparecer al instante. No puede entender que este "punto" provenga de un "arriba" que nunca pudo imaginar.
Si sientes pena por la lombriz, déjame decirte que nosotros los humanos, en el espacio tridimensional, no somos más que otra "lombriz".
Vivimos en un mundo tridimensional compuesto por "largo, ancho y alto", lo que parece muy natural. Pero los científicos han propuesto desde hace tiempo una idea sorprendente: nuestro mundo puede ser mucho más que tridimensional. Además de las tres direcciones obvias, hay otra dirección que no podemos ver ni tocar, pero que constantemente afecta nuestras vidas.
Esta dirección se llama la "cuarta dimensión".
¿Qué es exactamente una "dimensión"? No te dejes engañar por las películas de ciencia ficción
Hablando de la "cuarta dimensión", muchas personas piensan en el misterioso espacio de "Interstellar" que puede "atravesar paredes hacia el pasado", o en superpoderes en ciertas series de televisión que permiten a las personas "caminar a través de paredes y puertas".
Pero tenemos que dejar eso de lado por ahora. Una "dimensión" en ciencia es un concepto muy serio; se refiere a una "dirección en la que uno puede moverse independientemente". En un mundo unidimensional, solo puedes moverte hacia adelante o hacia atrás. Un mundo bidimensional añade "izquierda-derecha". En tres dimensiones, se añade "arriba-abajo", formando nuestro familiar mundo tridimensional.
¿Y la cuarta dimensión? No es simplemente "subir un nivel más", sino añadir una nueva dirección que es completamente independiente de las tres anteriores. Es decir, si eres una criatura tridimensional, no importa cómo te muevas o gires, no puedes "entrar" directamente en la cuarta dimensión. Tienes que ser "levantado", al igual que levantamos una lombriz de la hoja de papel.
¿Por qué no podemos verla?
La razón es simple: nuestros cerebros y sentidos no tienen esta función.
Así como la lombriz bidimensional no puede entender "arriba", nosotros, criaturas tridimensionales, no podemos "ver" verdaderamente la cuarta dimensión. Podemos imaginar, calcular e incluso dibujar modelos matemáticos, pero siempre solo podremos ver su "proyección" en el mundo tridimensional.
Por ejemplo, hay una forma geométrica llamada "hipercubo" o "teseracto", que es la extensión de un cubo al espacio tetradimensional. Puedes imaginarlo como un cubo anidado dentro de otro cubo, conectado por líneas extrañas. "Rotará y se deformará" en nuestro mundo tridimensional, plegándose como un cubo de Rubik. Esto no es una ilusión; es una proyección de una estructura de alta dimensión que no entendemos en el mundo tridimensional, al igual que cuando un mundo bidimensional ve una esfera pasar a través de un plano, solo verá un "punto" convertirse en un "círculo" y luego desaparecer.
Las matemáticas ya juegan con la cuarta dimensión
En el mundo de las matemáticas, la cuarta dimensión ya está "implementada".
Un punto en el espacio tridimensional se representa por (x, y, z); en cuatro dimensiones, solo necesitas añadir una coordenada "w", convirtiéndose en (x, y, z, w). Luego puedes escribir la fórmula de distancia tetradimensional, como extendiendo el teorema de Pitágoras:
Distancia = √(x² + y² + z² + w²)
Esto no es solo teoría; muchas teorías de dimensiones superiores se basan en esta representación, como el "escalamiento multidimensional" en estadística, las "características vectoriales de alta dimensión" en aprendizaje automático, y una de las teorías más centrales en física: la Relatividad.
Einstein: ¿Dijiste que el tiempo no es parte del espacio?
A principios del siglo XX, Einstein hizo algo trascendental: incorporó el tiempo al espacio, formando lo que hoy conocemos como "espacio-tiempo".
En su Relatividad General, el universo no es un telón de fondo tridimensional estático, sino una estructura tetradimensional que puede ser curvada, estirada e incluso distorsionada: tres dimensiones de espacio + una dimensión de tiempo. Esta estructura se llama "espacio-tiempo".
En este modelo, la Tierra no está retenida por la "gravedad", sino porque el Sol "curva" el espacio-tiempo a su alrededor, y la Tierra orbita en esta curvatura. La trayectoria del movimiento de un objeto no es una línea, sino que se desliza a lo largo de la "superficie del espacio-tiempo".
Y este "tiempo" se convierte en la "cuarta dimensión" en nuestro mundo real.
Los científicos aún no están satisfechos: ¡Vamos a por diez dimensiones!
¿Pensaste que los científicos estaban satisfechos con cuatro dimensiones? Incorrecto.
Existe una teoría llamada "Teoría de Cuerdas" que intenta unificar la gravedad, la luz, el electromagnetismo, la fuerza débil y la fuerza fuerte con una única fórmula matemática. Esta teoría afirma audazmente: el universo en el que vivimos tiene en realidad diez, o incluso once dimensiones.
¿A dónde fueron las dimensiones extra? Los científicos dicen: se han enrollado. Sí, se han enrollado, como un mechón de pelo que se riza en un círculo, encogido a una escala extremadamente pequeña que los instrumentos humanos no pueden detectar.
Estas se llaman "dimensiones compactificadas", y pueden estar escondidas dentro de la estructura interna de cada átomo, solo volviéndose "visibles" bajo energía extremadamente alta.
Además del espacio, ¿el tiempo también podría tener más de una dimensión?
Aquí entramos en el territorio verdaderamente alucinante.
Algunos proponen que siempre hemos tratado el tiempo como una única línea recta, pero de hecho, el tiempo también puede tener múltiples direcciones, incluso múltiples "versiones". Esto se llama la "teoría multi-temporal", que especula que el tiempo también puede tener múltiples dimensiones como el espacio, y que pueden existir múltiples líneas de tiempo, múltiples universos, e incluso que el "tú que está experimentando esto ahora" no es el "único tú".
Esta teoría aún no ha sido verificada experimentalmente, pero se discute ampliamente en mecánica cuántica, la interpretación de muchos mundos e incluso en novelas de ciencia ficción.
Invisible ≠ Inexistente
Si crees que todo esto es fantasía, considera esto: no puedes ver el aire, pero sabes que está ahí; no puedes tocar un campo magnético, pero hace girar la aguja de una brújula; ni siquiera puedes "ver" el tiempo mismo, pero puedes sentir que fluye.
El significado de la ciencia nunca ha sido darte un mundo que es "visto es creído", sino ayudarte a comprender las "verdades" que no puedes ver con tus propios ojos.
El espacio de dimensiones superiores y las estructuras tetradimensionales quizás nunca puedan presentarse completamente a los sentidos humanos, pero las matemáticas y la física han construido un sistema completo en este mundo invisible. Y nosotros, quizás, somos solo "criaturas bidimensionales" que aún no han despertado. Una vez que llegue un avance, nos daremos cuenta de que la realidad que percibimos es solo la punta del iceberg.
Crees que el mundo es tridimensional, pero en realidad, el mundo puede ser mucho más profundo de lo que imaginas. Quizás, mientras lees este artículo, algo está rozándote desde la "cuarta dimensión", solo que no lo has percibido.