Странная новая теория объяснила ставящую в тупик особенность нашей Вселенной

Сербские ученые смоделировали рождение пространства и времени

Новая математическая теория сербских физиков предполагает, что привычное сочетание трёх пространственных измерений и одного временного может возникать естественным образом. Так, в симуляциях со случайно соединёнными четырёхмерными симплексами такое пространство-время складывалось примерно в 85 процентов случаев.

Simone Brandt/imageBROKER.com/Global Look Press

Почему Вселенная имеет три пространственных измерения и одно временное? Новая математическая теория открывает удивительные возможности, что всё это благодаря невидимым строительным блокам, таким как кусочки головоломки, которые формируют космос.

Трио физиков из Белградского университета смоделировали различные космические геометрии с помощью виртуальных четырёхмерных треугольников, чтобы посмотреть, могут ли они привести к знакомому сочетанию трёх измерений пространства и одного измерения времени. Авторы использовали игрушечную модель квантовой гравитации, которая сама по себе загадочна и вызывает споры, чтобы исследовать некоторые сложные космические механизмы без запутанных сложностей реальной Вселенной, таких как законы физики. Эта структура моделировала то, что можно считать чрезвычайно миниатюрной Вселенной, уменьшающейся с четырёх измерений до нуля, подобно иерархическому карточному домику. Всё началось с четырёхмерных 4-симплексов, которые состоят из трёхмерных тетраэдров, которые состоят из двумерных треугольников, которые состоят из одномерных рёбер, которые соединяются вместе в нульмерных вершинах.

Затем исследователи произвольно распределили длины рёбер для этих фрагментов, которая отражает наше представление о физике: верхняя граница этой шкалы — это точка, в которой Вселенная перестаёт вести себя как гладкий континуум и начинает походить на неровную мозаику.

Исследователи также рассмотрели три различные топологии, или космические ландшафты, состоящие примерно из 100 тысяч симплексов в трёх конфигурациях: четырёхмерный шар с границей, четырёхмерная сфера без границы, несвязанный набор четырёхмерных симплексов, похожий на 100 000 разбросанных кусочков головоломки, используемых в качестве элементов контроля.

Так, около 6 процентов испытаний показывают евклидову модель — застывшую Вселенную с четырьмя пространственными измерениями и отсутствием времени, и, что интересно, около 8 процентов испытаний показали расщеплённую Вселенную с двумя измерениями пространства и двумя измерениями времени.

Не менее удивительно, что топология не имела значения, и не имело большого значения, была ли глобальная форма Вселенной шаром, сферой или просто набором кусочков головоломки, что, возможно, наводило на мысль о том, что разделение между пространством и временем задано локально, или что топологические различия незаметны, или что они усредняются с помощью достаточного количества кусочков головоломки.

Будущие исследования могут включать в себя другие динамические процессы, такие как физические законы и различные формы, для дальнейшей проверки того, «может ли пространственно-временная сигнатура в конечном счёте быть понята как возникающее свойство квантовой геометрии», — заключают исследователи.