L’ensemble de notre réalité vivante se passe dans un Univers à trois dimensions, donc naturellement il est difficile d’imaginer un univers avec seulement deux dimensions. Mais, d’après de nouveaux calculs, un univers en 2D pourrait en fait aussi accueillir la vie.
Le nouvel article est l’œuvre du physicien James Scargill de l’Université de Californie, Davis, qui voulait tester le principe anthropique – l’idée philosophique que les univers ne peuvent pas exister s’il n’y a pas de vie en leur sein pour les observer.
En particulier, Scargill examine l’idée de la vie dans 2+1 dimensions, où +1 est la dimension du temps. Il suggère que nous devrions peut-être repenser à la fois la physique et la philosophie de la vie en dehors des 3+1 dimensions auxquelles nous sommes habitués.
« Deux arguments principaux sont avancés contre la possibilité de la vie en 2+1 dimensions : l’absence de force gravitationnelle locale et de limite newtonienne dans la relativité générale 3D, et l’affirmation selon laquelle la restriction à une topologie plane signifie que les possibilités sont « trop simples » pour que la vie existe », écrit Scargill dans son article.
Les calculs auxquels Scargill se livre sont sophistiqués, comme on peut s’y attendre, mais il montre en théorie qu’un champ gravitationnel scalaire pourrait effectivement exister en deux dimensions, permettant la gravité et donc la cosmologie dans un univers 2D.
Il poursuit ensuite sur un autre point important – pour que la vie émerge, il faut un niveau de complexité, qui dans ce cas peut être symbolisé par des réseaux neuronaux. Nos cerveaux très complexes existent en 3D, et nous pourrions penser qu’un réseau neuronal ne pourrait pas fonctionner en seulement deux dimensions.
Mais Scargill démontre que certains types de graphes planaires et bidimensionnels partagent des propriétés avec les réseaux neuronaux biologiques que nous trouvons dans la vie. Ces graphes peuvent également être combinés de manière à ressembler à la fonction modulaire des réseaux neuronaux, et présentent même ce que l’on appelle les propriétés du petit monde, où un réseau complexe peut être traversé en un petit nombre d’étapes.
Donc, selon la physique telle qu’exposée par Scargill, les univers 2D pourraient supporter la vie. Cela ne signifie pas qu’ils existent, mais l’article montre que deux des arguments les plus forts qui vont à l’encontre des univers 2+1 doivent être sérieusement reconsidérés.
Bien que l’article de Scargill n’ait pas encore été évalué par des pairs, il a été évalué par la MIT Technology Review : « Ce travail sape l’argument anthropique pour les cosmologistes et les philosophes, qui devront trouver une autre raison pour laquelle l’Univers prend la forme qu’il prend. »
Si vous avez du mal à vous faire à l’idée de vivre dans un monde en 2D, considérez la pensée que nous pourrions déjà en faire partie. Des recherches antérieures ont avancé l’hypothèse que nous vivons en fait dans un hologramme géant, et que l’on nous trompe en nous faisant croire que nous existons en trois dimensions (plus le temps).
Puisque nous n’avons pas de machines à voyager dans l’univers à notre disposition, de tels travaux peuvent sembler extrêmement théoriques, mais les rêveries de Scargill ouvrent des pistes intéressantes pour de futures recherches – notamment si un jour nous pourrions être capables de simuler un univers en 2D, peut-être grâce aux subtilités de l’informatique quantique.
« En particulier, il serait intéressant de déterminer s’il pourrait y avoir d’autres obstacles à la vie qui ont été négligés jusqu’à présent, ainsi que de continuer à chercher des explications non anthropiques pour la dimensionnalité de l’espace-temps », écrit Scargill.
L’article peut être lu sur le serveur de pré-presse arXiv.org.
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