Почему во Вселенной только одно измерение времени: ученые обнаружили неожиданное объяснение

Почему наша Вселенная имеет три пространственных измерения, но только одно временное? Физики предложили новую математическую теорию, которая может объяснить эту особенность. По результатам моделирования знакомая нам структура пространства и времени может естественным образом возникать из мельчайших геометрических элементов.

Об этом сообщает ScienceAlert со ссылкой на исследование, опубликованное на платформе arXiv. Работа пока не прошла научное рецензирование.

Почему во Вселенной только одно временное измерение

Более века тому назад математик Герман Минковский предложил рассматривать пространство и время как единую четырехмерную структуру. Впоследствии эту идею использовал Альберт Эйнштейн в теории относительности.

Однако вопрос, почему Вселенная имеет именно три измерения пространства и одно измерение времени, до сих пор остается открытым.

Трое физиков из Белградского университета создали математическую модель, в которой пространство состоит из крошечных геометрических элементов, похожих на детали конструктора.

Для этого они использовали четырехмерные симплексы – сложные аналоги треугольников и пирамид. Самые маленькие элементы модели соответствовали планковскому масштабу – примерно 10⁻³⁵ метра.

Исследователи проверили три конфигурации, каждая из которых содержала около 100 тысяч таких элементов. В общей сложности они выполнили более 20 миллиардов математических оценок.

Что показало моделирование

При определенных условиях примерно в 85% случаев возникала структура с тремя пространственными и одним временным измерением, как в нашей Вселенной.

Однако результаты были разными:

• В 6% случаев образовывалась структура с четырьмя пространственными измерениями без времени.

• Приблизительно в 8% — с двумя пространственными и двумя временными измерениями.

Неожиданным стало то, что для появления одного временного измерения у модели было достаточно элементов, которые первоначально описывали только пространственные расстояния.

Это может свидетельствовать о том, что время возникает как свойство самой геометрии, а не обязательно существует с самого начала.

В то же время, общая форма смоделированной Вселенной почти не влияла на результаты.

Удалось ли ученым разгадать загадку

Несмотря на интересные выводы, исследование пока не доказывает, почему реальная Вселенная имеет именно такое количество измерений.

Модель упрощена и не учитывает всех физических законов. К тому же в других начальных условиях она могла создавать структуры с несколькими временными измерениями.

Однако результаты открывают новое направление исследований: возможно, пространство и время возникают из квантовой геометрии, а не фундаментальные свойства Вселенной.