Почему в нашей реальности есть только одно измерение времени: физики нашли неожиданный ответ

Более 100 лет назад Альберт Эйнштейн показал, что пространство и время соединены в единую ткань пространства-времени. Известно, что существует три измерения пространства и одно измерение времени. Но почему существует только одно измерение времени, а не больше? Новая теория предлагает неожиданный ответ. Все дело в невидимых строительных блоках, похожих на детали пазла, из которых состоит космос. Результаты исследования опубликованы на сервере препринтов arXiv, пишет ScienceAlert.

Физики решили выяснить с помощью виртуальных геометрических фигур могут ли они создать нам структуру Вселенной, где есть три измерения пространства и одно измерение времени. Для этого использовали упрощенную модель квантовой гравитации. В рамках модели рассматривалась своего рода миниатюрная Вселенная, которая выстраивалась подобно карточному домику и могла переходить от четырех измерений к нулю.

В основе модели лежали четырехмерные симплексы, состоящие из трехмерных тетраэдров, а те, в свою очередь, состояли из двумерных треугольников, которые складывались из одномерных ребер, которые соединялись в вершинах с нулевым измерением.

Физики задали длины ребер этих элементов случайным образом, установив нижний предел на уровне 10 в минус 35 степени метра, на котором наше физическое понимание мира перестает работать. Верхний предел соответствует масштабу, на котором Вселенная перестает вести себя как гладкий континуум и начинает напоминать неровный, составной пазл.

Ученые также рассмотрели три различные топологии или космических ландшафта, состоящие примерно из 100 000 симплексов, организованных в разных конфигурациях. Еще физики классифицировали все ребра этих элементов либо как пространственноподобные, то есть аналоги физических расстояний, или как времениподобные, то есть аналоги промежутков времени.

Более 20 миллиардов результатов моделирования, основанного на использовании различных симплексов, показали, что возникает четырехмерная Вселенная. Примерно в 85% случаев элементы космического пазла выстраиваются в структуру пространства-времени, состоящую из трех измерений пространства и одного измерения времени, как показало моделирование.

Примерно в 6% случаев возникает Вселенная с четырьмя измерениями пространства и полным отсутствием времени, но она не расширяется и является статичной, что не соответствует реальности. В 8% случаев сформировалась Вселенная, в которой присутствуют по два измерения пространства и времени. Но такой результат получается лишь в том случае, если рассматривать длины ребер виртуальных фигур как пространственноподобные, но это также невозможно в реальности.

Как показало моделирование строительные блоки космоса могут соединяться друг с другом только в такой конфигурации, где есть знакомые нам четыре измерения.

Другие новости науки

• Физики заглянули в другой мир: из "зептовселенной" пришел сигнал, там что-то скрывается.