Ученые предлагают нестандартную теорию о том, почему мир имеет не более трех измерений.
Хотя теория струн предлагает захватывающие возможности многомерности, мир, в котором мы живем, кажется, имеет три пространственных измерения. Но почему не больше?
Команда ученых предложила неожиданную теорию о том, почему у нас, кажется, только три измерения и почему Вселенная раздулась после Большого Взрыва. Они думают, что вскоре после того, как Вселенная возникла 13,8 миллиардов лет назад, она была заполнена узлами, состоящими из трубок потока -гибкие нити энергии, связывающие воедино элементарные частицы.
Их идея исходит из объединения физики элементарных частиц с математической теорией узлов, уникальный подход вдохновил одного из членов команды.
Первоначальный первичный бульон, называемый кварк-глюонной плазмой, состоял из элементарных частиц, называемых кварками, из которых состоят протоны и нейтроны, и глюоны, частицы, которые «склеивают» кварки. Глюоны соединяют кварки с соответствующими антикварками с помощью магнитных трубок.
Сеть магнитных трубок, которые, возможно, заполняли раннюю Вселенную. (Роман Буний / Chapman University)
Ученые предполагают, что в первичном бульоне ранней Вселенной должно было образоваться множество потоковых трубок. Хотя обычно потоковые трубки исчезают при встрече кварков и антикварков, они могут продолжать жить, если трубки переплетаются и образуют узел.
Это то, что произошло в высокоэнергетической среде после Большого взрыва, говорят ученые. Вся Вселенная, возможно, была заполнена сетью магнитных трубок, связанных вместе. У этой сети будет внутренняя энергия, чтобы запустить космическую инфляцию.
«Наша сеть магнитных трубок не только обеспечивает энергию, необходимую для стимулирования инфляции, но и объясняет, почему она остановилась так резко», - сказал один из авторов исследования, Томас Кефарт из Университета Вандербильта. Вселенная начала расширяться, сеть магнитных трубок начала распадаться и, в конце концов, распалась, уничтожив источник энергии, питавший расширение».
Ученые думают, что получившаяся структура была стабильной, что объясняет, почему больше нет измерений. Если добавить больше, стабильность процесса исчезнет.
«Из всех возможных размерностей пространства наш механизм выбирает три как единственное количество измерений, которые могут раздуваться и, таким образом, становиться большими», - написала команда.«Эта модель может объяснить, почему мы живем в трех больших пространственных измерениях, поскольку узловатые/соединенные трубки топологически нестабильны в многомерном пространстве-времени».
Кроме Кефарта, в состав международной группы вошли еще 4 соавтора - профессора физики Арджун Берера из Эдинбургского университета, Роман Буний из Чепменского университета, Генрих Пас из Дортмундского университета и Жоао Роса из Университет Авейру.
Вы можете прочитать их статью «Узловатая инфляция и размерность пространства-времени» здесь, в European Physical Journal C.