Kodėl mes gyvename visatoje, kurioje yra trys erdvinės ir vienkartinės dimensijos - 3 + 1, kaip pasakytų kosmologai? Kodėl būtent šis derinys, o ne 4 + 2 ar 2 + 1? Per pastarąjį dešimtmetį fizikai šį klausimą tyrė daugybę kartų, apmąstydami kitas visatas, turinčias skirtingas savybes, kad suprastų, ar jose gali egzistuoti sudėtingas gyvenimas, ar ne. Ir jie neišvengiamai priėjo prie išvados, kad visatoje, kurioje yra keturi erdviniai matmenys arba du laikini, ji negali egzistuoti. Taigi žmonės neišvengiamai pateks į (ir pateks) į 3 + 1 visatą.
Tai yra antropinis argumentas: idėja, kad Visata turi turėti savybes, būtinas stebėtojų išgyvenimui.
- „Salik.biz“
Kaip atrodo dvimatė visata?
Bet kaip su paprastesnėmis visatomis, tokiomis kaip 2 + 1? Fizikai teoretikavo, kad abi kosmoso dimensijos gali nepateikti pakankamai sudėtingumo gyvybei palaikyti. Jie taip pat mano, kad gravitacija neveiks dviem aspektais, todėl tokie objektai kaip Saulės sistema negali susiformuoti. Bet ar tikrai taip?
Jamesas Scargillis iš Kalifornijos Daviso universiteto, priešingai nei tikėtasi, parodė, kad 2 + 1 dimensijos visata gali palaikyti tiek sunkumą, tiek sudėtingą gyvenimą. Jo darbai sumenkina antropologinius argumentus kosmologams ir filosofams, kurie turės ieškoti kitos priežasties, kodėl Visata įgauna tokią formą.
Pirma, šiek tiek fono. Viena didžiausių mokslo paslapčių yra ta, kodėl fizikos dėsniai atrodo aštrėjantys (arba tikslūs) visam gyvenimui. Pavyzdžiui, smulkiosios struktūros konstantos skaitinė vertė atrodo savavališka (apie 1/137), ir vis dėlto įvairūs fizikai atkreipė dėmesį, kad jei ji būtų dar šiek tiek kitokia, atomai ir sudėtingesni objektai negalėjo susidaryti. Tokioje visatoje gyvenimas būtų neįmanomas.
Antropinis požiūris yra tas, kad jei smulkiosios struktūros konstanta įgautų kokią nors kitą reikšmę, nebūtų stebėtojų, kurie galėtų tai išmatuoti. Štai kodėl ji turi vertę, kurią mes išmatuojame!
Reklaminis vaizdo įrašas:
Dešimtajame dešimtmetyje Maxas Tegmarkas, dabar Masačusetso technologijos instituto fizikas, sukūrė panašų argumentą dėl Visatos matmenų skaičiaus. Jis teigė, kad jei būtų daugiau nei vienas laiko matmuo, fizikos dėsniai neturėtų tų savybių, kurias stebėtojams reikia numatyti. Tai tikrai atmes fizikų ir galbūt paties gyvenimo egzistavimą.
Dabar pereikime prie keturių erdvinių matmenų visatų savybių. Tokioje erdvėje Niutono judėjimo dėsniai būtų labai jautrūs mažyčiams pasipiktinimams. Viena iš to pasekmių yra ta, kad negalėjo susidaryti stabilios orbitos, taigi nebus saulės sistemos ar kitų panašių struktūrų. „Erdvėje, turinčioje daugiau nei tris matmenis, negali būti tradicinių atomų ir galbūt stabilių struktūrų“, - sako Tegmarkas.
Taigi visatos, turinčių daugiau matmenų nei mūsų, gyvenimo sąlygos atrodo mažai tikėtinos. Tačiau argumentas yra tas, kad visatos, turinčios mažiau matmenų, yra mažiau saugios.
Yra nuomonė, kad bendroji reliatyvumo teorija neveikia dviem aspektais, todėl negali būti gravitacijos.
Tačiau Jamesas Scargilis galvoja kitaip. Savo darbe jis parodo, kad daug paprastesnis, grynai skaliarinis gravitacinis laukas gali būti įmanomas dviem aspektais ir tai leistų užtikrinti stabilias orbitas ir intelektualią kosmologiją. Belieka tik parodyti, kaip sudėtingumas gali atsirasti 2 + 1 aspektu. Scargill priartina šią problemą prie neuroninių tinklų. Jis pabrėžia, kad biologinių nervinių tinklų sudėtingumui gali būti būdingos įvairios ypatingos savybės, kurias turi atkurti bet kuri 2D sistema.
Tarp jų yra „mažojo pasaulio“nuosavybė, komunikacijos modelis, leidžiantis keliais mažais žingsniais pereiti sudėtingą tinklą. Kita smegenų tinklų savybė yra ta, kad jie veikia tokiu režimu, kuris yra subtiliai subalansuotas pereinant nuo didelio aktyvumo prie žemo aktyvumo - kritiškumo. Tai taip pat atrodo įmanoma tik tinkluose, turinčiuose modulinę hierarchiją, kai maži potinkliai sujungiami į didesnius tinklus.
„Scargill“uždavinys yra toks: ar nėra 2D tinklų, kurie turėtų visas šias savybes - mažas pasaulio savybes, modulinę hierarchiją ir kritinę elgseną.
Iš pradžių tai atrodo mažai tikėtina, nes 2D grafikuose mazgai sujungiami per kraštus, kertančius vienas kitą. Tačiau „Scargill“rodo, kad 2D tinklai iš tiesų gali būti sukurti moduliniu būdu ir kad šie grafikai turi tam tikras mažo pasaulio savybes.
Jis taip pat parodo, kad šie tinklai gali veikti perėjimo taške tarp dviejų elgsenų ir taip parodyti kritiškumą. Ir tai yra nuostabus rezultatas, kuris rodo, kad 2D tinklai iš tiesų gali palaikyti stebėtinai sudėtingą elgesį. Žinoma, tai neįrodo, kad 2 + 1 visata iš tikrųjų gali palaikyti gyvybę. Norint išsiaiškinti, reikės daugiau darbo.