تئوری جدیدی از فیزیکدانان دانشگاه بلگراد به شکلی غریب و جذاب توضیح می‌دهد که چرا جهان ما تنها یک بعد زمان و سه بعد فضایی دارد.

برای مدت‌ها این سوال ذهن فیزیک‌دانان را به خود مشغول کرده بود که چرا ساختار جهان بر پایه سه بعد فضایی و تنها یک بعد زمان شکل گرفته است. اکنون، پژوهشگران با بررسی یک مدل شبیه‌سازی‌شده ازجهان کوانتومیپاسخی غریب و غیرمنتظره برای این معمای کیهانی یافته‌اند. این یافته‌ها، در چارچوب یکمدل گرانش کوانتومینوپا، رویکردی تازه به ماهیت زمان و فضا ارائه می‌دهد.

ریشه‌های ابعاد زمان در شبیه‌سازی کیهانی

فیزیکدانان دانشگاه بلگراد با نظریه‌ای جدید توضیح می‌دهند که چرا جهان ما تنها یک بعد زمان دارد. آن‌ها با شبیه‌سازی هندسه‌های کیهانی از مثلث‌های چهاربعدی مجازی، چگونگی ظهور ترکیب آشنای سه بعد فضایی و یک بعد زمان را بررسی کردند. مدل آن‌ها، یک جهان کوچک‌شده از گرانش کوانتومی بود که با «۴-سیمپلس‌ها» آغاز می‌شد؛ این‌ها از اجزای سه‌بعدی و کوچک‌تر ساخته شده‌اند.

طول لبه‌های قطعات تصادفی شده و حداقل آن در مقیاس طول پلانک (۱۰ به توان منفی ۳۵ متر) قرار گرفت. سه توپولوژی مختلف (توپ چهاربعدی، کره چهاربعدی و سیمپلس‌های جداگانه) و همچنین لبه‌های «فضا‌گونه» (مشابه فواصل فیزیکی) یا «زمان‌گونه» (مشابه بازه‌های زمانی) بررسی شدند.

نتایج شبیه‌سازی و نگاه به آینده

حدود ۸۵ درصد شبیه‌سازی‌ها، فضا-زمانی با سه بعد فضایی و یک بعد زمان را نشان داد. پیکربندی‌های دیگر شامل ۶ درصد جهانی منجمد (چهار بعد فضایی، بدون زمان) و ۸ درصد جهانی با دو بعد فضا و دو بعد زمان بود. نکته کلیدی این بود که نتیجه مطلوب تنها با لبه‌های «فضا‌گونه» به دست آمد؛ لبه‌های «زمان‌گونه» یا ترکیبی، ابعاد زمان بیشتری تولید می‌کردند. این نشان می‌دهد لبه‌های فضا‌گونه با طول‌های نامتناسب برای ایجاد جهتزمانکافی هستند.

• کشف عجیب در فیزیک کوانتوم؛ «زمان منفی» قابل اندازه‌گیری است
• چگونه اینشتین معنای «کی» و «کجا» را متحول کرد؟
• این فیزیکدان ادعا می‌کند زمان 3 بعدی است؛ ماجرا چیست؟
• کشف مکانی تازه در اعماق کیهان که در آن زمان به عقب حرکت می‌کند

همچنین، توپولوژی کلی جهان تاثیر چندانی نداشت و این احتمال را مطرح می‌کند که تفکیک فضا و زمان به‌صورت محلی تعیین می‌شود. پژوهش‌های آینده می‌تواند قوانینفیزیکرا نیز در این مدل‌ها دخیل کند تا درک بهتری از «ویژگی نوظهور بودن امضای فضا-زمان از هندسه کوانتومی» حاصل شود. این مطالعه فعلا به‌صورت پیش‌چاپ در arXiv منتشر شده و منتظر بازبینی علمی است.