A teljes élő valóságunk egy háromdimenziós univerzumban történik, így természetesen nehéz elképzelni egy csak kétdimenziós univerzumot. Az új számítások szerint azonban egy 2D-s univerzumban is létezhetne élet.
Az új tanulmány James Scargill fizikus munkája a Davis-i Kaliforniai Egyetemről, aki az antropikus elvet akarta tesztelni – azt a filozófiai elképzelést, hogy az univerzumok nem létezhetnek, ha nincs bennük élet, amely megfigyelhetné őket.
Scargill különösen az élet elképzelését vizsgálja 2+1 dimenzióban, ahol +1 az idő dimenziója. Azt javasolja, hogy talán újra kell gondolnunk mind a fizikát, mind az élet filozófiáját az általunk megszokott 3+1 dimenzión kívül.
“Két fő érv szól a 2+1 dimenzióban való élet lehetősége ellen: a helyi gravitációs erő és a newtoni korlát hiánya a 3D általános relativitáselméletben, valamint az az állítás, hogy a síkbeli topológiára való korlátozás azt jelenti, hogy a lehetőségek “túl egyszerűek” az élet létezéséhez” – írja Scargill a tanulmányában.
A számítások, amelyeken Scargill végigmegy, bonyolult számítások, ahogy az elvárható, de elméletben megmutatja, hogy egy skalár gravitációs mező valóban létezhet két dimenzióban, ami lehetővé teszi a gravitációt és így a kozmológiát egy 2D-s univerzumban.
Azután rátér egy másik fontos pontra – az élet megjelenéséhez szükség van a komplexitás egy szintjére, amit ebben az esetben neurális hálózatokkal lehet szimbolizálni. A mi rendkívül összetett agyunk 3D-ben létezik, és azt gondolhatnánk, hogy egy neurális hálózat nem működhetne csak két dimenzióban.
De Scargill bemutatja, hogy a síkbeli, kétdimenziós gráfok bizonyos típusai közös tulajdonságokkal rendelkeznek az életben megtalálható biológiai neurális hálózatokkal. Az ilyen gráfok olyan módon is kombinálhatók, amelyek hasonlítanak a neurális hálózatok moduláris működéséhez, sőt, úgynevezett kisvilág-tulajdonságokat mutatnak, ahol egy komplex hálózatot kis számú lépésben lehet átszelni.
Ezért a Scargill által felvázolt fizika szerint a kétdimenziós univerzumok támogathatják az életet. Ez nem jelenti azt, hogy léteznek, de a tanulmány megmutatja, hogy a 2+1 univerzumok ellen szóló két legerősebb érv komoly újragondolásra szorul.
Míg Scargill tanulmányát még nem bírálták el, az MIT Technology Review már értékelte: “A munka aláássa az antropikus érvet a kozmológusok és filozófusok számára, akiknek más okot kell találniuk arra, hogy az Univerzum miért veszi fel azt a formát, amit felvett.”
Ha nehezen viseli a gondolatot, hogy egy 2D-s világban élünk, gondoljon arra a gondolatra, hogy talán már egy ilyenben élünk. Korábbi kutatások azt a hipotézist vetették fel, hogy valójában egy óriási hologramban élünk, és elhitetik velünk, hogy három dimenzióban (plusz az időben) létezünk.
Mivel nem áll rendelkezésünkre semmilyen univerzumot bejáró gép, az ilyen munkák rendkívül elméletinek tűnhetnek, de Scargill elmélkedése néhány érdekes utat nyit a jövőbeli kutatások előtt – nem utolsósorban azt, hogy egy nap talán képesek leszünk-e szimulálni egy 2D univerzumot, talán a kvantumszámítás fortélyai révén.
“Különösen érdekes lenne meghatározni, hogy vannak-e más akadályai az életnek, amelyeket eddig figyelmen kívül hagytunk, valamint folytatni a téridő dimenzionalitásának nem antropikus magyarázatai utáni kutatást” – írja Scargill.
A tanulmány az arXiv.org.
pre-print szerveren olvasható.