Космологи объяснили, почему Вселенная является трехмерной
Мы живем в "плоском" трехмерном пространстве благодаря существованию особых узлообразных структур из элементарных частиц в ранней Вселенной, которые сохраняли стабильность только в среде с тремя измерениями, говорится в статье, опубликованной в European Physical Journal C.
"Наша идея "узлового" расширения Вселенной не только объясняет существование трех измерений, но и раскрывает то, откуда взялась энергия, необходимая для осуществления этого процесса, и почему он так резко остановился. Сеть этих узлов, грубо говоря, лопнула почти сразу после начала расширения Вселенной, что ликвидировало источник энергии, питавший этот процесс", - рассказывает Томас Кепхарт (Thomas Kephart) из университета Вандербильта в Нэшвилле (США).
На сегодняшний день среди ученых нет консенсуса насчет того, является ли наша Вселенная трехмерной, или же на самом деле в ней гораздо больше измерений, часть из которых мы просто не видим или даже не можем видеть по разным причинам. Существование этих измерений, как сегодня надеются физики, может помочь нам "примирить" теорию относительности и квантовую физику и создать теорию квантовой гравитации, объясняющую то, что происходит внутри черных дыр.
К примеру, теория суперструн постулирует, что Вселенная изначально родилась десятимерной и обладала одним временным и девятью пространственными измерениями. Часть сторонников этой теории считают, что "лишние" шесть измерений схлопнулись и замкнулись сами на себя. Другие физики считают, что наша трехмерная Вселенная является лишь частью многомерной мультивселенной (мультиверса), а остальные шесть измерений мы не можем увидеть и изучить.
Кепхарт и его коллеги предполагают, что существование трех измерений в нашей текущей Вселенной и сам факт ее расширения не были случайными событиями, а вполне логичными и связанными друг с другом вещами. Они пришли к такому выводу, пытаясь просчитать и описать первые мгновения жизни Вселенной после Большого Взрыва.
После рождения Вселенной, как отмечает ученый, в ней не было, ни материи, ни света - по сути, она была заполнена энергией и одномерными объектами-струнами, в сплетениях которых формировались первые элементарные частицы.
Эти струны, как показывают расчеты команды Кепхарта, периодически объединялись в сложные структуры, так называемые трубки, которые, в свою очередь, могли тоже переплетаться и образовать различные петли, узлы и прочие геометрические фигуры. Они сохраняли стабильность на протяжении более длительного времени, чем породившие их элементарные частицы, постоянно возникавшие и исчезавшие в кварково-глюонном "супе" первичной Вселенной.
В этой сети, по словам космологов, была заключена огромная энергия, которая заставила Вселенную стремительно и равномерно расширяться до тех пор, пока ее температура не упала до достаточно низкого уровня, чтобы энергия в этих узлах и трубках не начала превращаться в материю.
Подобная идея, как отмечает Кепхарт, позволяет не только понять то, почему Вселенная имеет только три измерения, но и объясняет то, почему она, как показывают последние наблюдения зондов WMAP и "Планк", является более однородной и "гладкой", чем предсказывает теория Большого Взрыва.
Сейчас ученые пытаются понять, как предсказания их "узловой" теории могут отличаться от того, что говорит нам классическая космология. Их открытие, как подчеркивают исследователи, критически важно для проверки этой идеи и доказательства ее жизнеспособности.
