Чому в нашій реальності існує лише один вимір часу: фізики знайшли несподівану відповідь

Понад 100 років тому Альберт Ейнштейн довів, що простір і час поєднані в єдину тканину простору-часу. Відомо, що існує три виміри простору й один вимір часу. Але чому існує лише один вимір часу, а не більше? Нова теорія пропонує несподівану відповідь. Усе полягає в невидимих будівельних блоках, схожих на деталі пазла, з яких складається космос. Результати дослідження опубліковано на сервері препринтів arXiv, пише ScienceAlert.

Фізики вирішили з’ясувати за допомогою віртуальних геометричних фігур, чи можуть вони створити для нас структуру Всесвіту, де є три виміри простору й один вимір часу. Для цього вони використали спрощену модель квантової гравітації. У рамках моделі розглядався своєрідний мініатюрний Всесвіт, який вибудовувався подібно до карткового будиночка і міг переходити від чотирьох вимірів до нуля.

В основі моделі лежали чотиривимірні симплекси, що складалися з тривимірних тетраедрів, а ті, у свою чергу, складалися з двовимірних трикутників, які утворювалися з одновимірних ребер, що з’єднувалися у вершинах з нульовим виміром.

Фізики визначили довжини ребер цих елементів випадковим чином, встановивши нижню межу на рівні 10 у мінус 35 ступенів метра, на якій наше фізичне розуміння світу перестає діяти. Верхня межа відповідає масштабу, на якому Всесвіт перестає поводитися як гладкий континуум і починає нагадувати нерівний, складений пазл.

Вчені також розглянули три різні топології, або космічні ландшафти, що складаються приблизно зі 100 000 симплексів, організованих у різні конфігурації. Крім того, фізики класифікували всі ребра цих елементів або як просторовоподібні, тобто аналоги фізичних відстаней, або як часоподібні, тобто аналоги проміжків часу.

Понад 20 мільярдів результатів моделювання, заснованого на використанні різних симплексів, показали, що виникає чотиривимірний Всесвіт. Приблизно у 85% випадків елементи космічного пазла вибудовуються у структуру простору-часу, що складається з трьох вимірів простору та одного виміру часу, як показало моделювання.

Приблизно у 6% випадків виникає Всесвіт із чотирма вимірами простору та повною відсутністю часу, але він не розширюється і є статичним, що не відповідає реальності. У 8% випадків сформувався Всесвіт, у якому присутні по два виміри простору й часу. Але такий результат виходить лише в тому випадку, якщо розглядати довжини ребер віртуальних фігур як простороподібні, але це також неможливо в реальності.

Як показало моделювання, будівельні блоки космосу можуть з’єднуватися між собою лише в такій конфігурації, де існують чотири виміри, які нам знайомі.

Інші новини науки

• Фізики зазирнули в інший світ: із "зептовсесвіту" надійшов сигнал — там щось ховається.