Hele vores levende virkelighed foregår i et tredimensionelt univers, så det er naturligvis svært at forestille sig et univers med kun to dimensioner. Men ifølge nye beregninger kunne et 2D-univers faktisk også understøtte liv.
Den nye artikel er udarbejdet af fysiker James Scargill fra University of California, Davis, som ønskede at teste det antropiske princip – den filosofiske idé om, at universer ikke kan eksistere, hvis der ikke er liv indeni til at observere dem.
Særligt undersøger Scargill ideen om liv i 2+1 dimensioner, hvor +1 er tidsdimensionen. Han foreslår, at vi måske bliver nødt til at genoverveje både fysikken og filosofien om at leve uden for de 3+1 dimensioner, som vi er vant til.
“Der er to hovedargumenter, der er fremført mod muligheden for liv i 2+1 dimensioner: manglen på en lokal gravitationskraft og newtonsk grænse i den generelle relativitetsteori i 3D, og påstanden om, at begrænsningen til en plan topologi betyder, at mulighederne er ‘for simple’ til, at liv kan eksistere,” skriver Scargill i sin artikel.
De beregninger, som Scargill gennemgår, er sofistikerede, som man kan forvente, men han viser i teorien, at et skalært gravitationsfelt faktisk kan eksistere i to dimensioner, hvilket giver mulighed for tyngdekraft og dermed kosmologi i et 2D-univers.
Derpå går han videre til en anden vigtig pointe – for at liv kan opstå, skal der være et niveau af kompleksitet, som i dette tilfælde kan symboliseres med neurale netværk. Vores meget komplekse hjerner eksisterer i 3D, og vi kunne tro, at et neuralt netværk ikke kunne fungere i kun to dimensioner.
Men Scargill viser, at visse typer af plane, todimensionelle grafer deler egenskaber med de biologiske neurale netværk, som vi finder i livet. Sådanne grafer kan også kombineres på måder, der ligner den modulære funktion i neurale netværk, og de udviser endda det, der er kendt som small-world-egenskaber, hvor et komplekst netværk kan krydses i et lille antal trin.
Dermed kunne 2D-universer ifølge fysikken, som den er beskrevet af Scargill, understøtte liv. Det betyder ikke, at de eksisterer, men artiklen viser, at to af de stærkeste argumenter, der flyver i hovedet på 2+1 universer, har brug for en alvorlig genovervejelse.
Mens Scargills artikel endnu ikke er blevet peer-reviewed, er den blevet vurderet af MIT Technology Review: “Arbejdet underminerer det antropiske argument for kosmologer og filosoffer, som bliver nødt til at finde en anden grund til, at universet har den form, det har.”
Hvis du har svært ved at forstå tanken om at leve i en 2D-verden, så tænk på, at vi måske allerede befinder os i en sådan. Tidligere forskning har fremsat den hypotese, at vi faktisk lever i et kæmpe hologram og bliver narret til at tro, at vi eksisterer i tre dimensioner (plus tid).
Da vi ikke har nogen maskiner, der kan rejse rundt i universet, til vores rådighed, kan et sådant arbejde virke yderst teoretisk, men Scargills overvejelser åbner nogle interessante veje for fremtidig forskning – ikke mindst om vi en dag kan simulere et 2D-univers, måske ved hjælp af kvantecomputeres finurligheder.
“Især ville det være interessant at afgøre, om der kan være andre hindringer for liv, som hidtil er blevet overset, samt at fortsætte med at søge efter ikke-antropiske forklaringer på rumtidens dimensionalitet,” skriver Scargill.
Papiret kan læses på pre-print-serveren arXiv.org.