Физики объяснили появление трех измерений пространства и одного измерения времени геометрией квантовых блоков

Моделирование сербских ученых показало, что фундаментальные элементы пространства-времени самоорганизуются в привычную нам четырехмерную Вселенную в 85% математических симуляций, пишет ScienceAlert.

Трио физиков из Белградского университета в Сербии предложило математическое объяснение того, почему Вселенная обладает ровно тремя пространственными измерениями и одним временным. В исследовании, опубликованном в виде препринта на портале arXiv, ученые использовали упрощенную модель квантовой гравитации. Они смоделировали геометрию микромира из виртуальных четырехмерных геометрических фигур - 4-симплексов, чтобы проверить, какая структура пространства-времени сформируется в результате их случайного соединения без учета сложных физических сил.

Симплексы представляют собой многомерные аналоги треугольников: четырехмерные элементы состоят из трехмерных тетраэдров, плоских граней, одномерных ребер и вершин. Исследователи задали ребрам случайную длину, взяв за нижний предел планковскую длину. Для расчетов ученые создали три конфигурации из 100 тысяч элементов: четырехмерный шар с границей, замкнутую сферу без границы и несвязанный набор разрозненных фрагментов. В общей сложности алгоритмы провели свыше 20 миллиардов вычислительных оценок.

Результаты показали, что когда ребра фрагментов задаются как пространственные расстояния с действительными числами, геометрические блоки примерно в 85% случаев спонтанно собираются в пространство с тремя измерениями пространства и одним измерением времени. Около 6% попыток породили статичную евклидову Вселенную без времени, а 8% - мир с двумя пространственными и двумя временными осями. Авторы подчеркивают, что форма Вселенной не повлияла на итог: разделение пространства и времени оказалось локальным геометрическим свойством.