Tutta la nostra realtà vivente avviene in un universo tridimensionale, quindi naturalmente è difficile immaginare un universo con solo due dimensioni. Ma, secondo nuovi calcoli, anche un universo 2D potrebbe effettivamente sostenere la vita.
Il nuovo documento è opera del fisico James Scargill dell’Università della California, Davis, che ha voluto testare il principio antropico – l’idea filosofica che gli universi non possono esistere se non c’è vita al loro interno per osservarli.
In particolare, Scargill esamina l’idea della vita in 2+1 dimensioni, dove +1 è la dimensione del tempo. Suggerisce che potremmo dover ripensare sia la fisica che la filosofia del vivere al di fuori delle 3+1 dimensioni a cui siamo abituati.
“Ci sono due argomenti principali sollevati contro la possibilità della vita in 2+1 dimensioni: la mancanza di una forza gravitazionale locale e del limite newtoniano nella relatività generale 3D, e l’affermazione che la restrizione a una topologia planare significa che le possibilità sono ‘troppo semplici’ per l’esistenza della vita”, scrive Scargill nel suo articolo.
I calcoli che Scargill fa sono sofisticati, come ci si aspetterebbe, ma dimostra in teoria che un campo gravitazionale scalare potrebbe effettivamente esistere in due dimensioni, permettendo la gravità e quindi la cosmologia in un universo 2D.
Passa poi ad un altro punto importante – perché la vita emerga, ci deve essere un livello di complessità, che in questo caso può essere simbolizzato con reti neurali. I nostri cervelli altamente complessi esistono in 3D, e potremmo pensare che una rete neurale non potrebbe funzionare in sole due dimensioni.
Ma Scargill dimostra che certi tipi di grafi planari e bidimensionali condividono proprietà con le reti neurali biologiche che troviamo nella vita. Tali grafi possono anche essere combinati in modi che assomigliano alla funzione modulare delle reti neurali, e anche esibire quelle che sono note come proprietà small-world, dove una rete complessa può essere attraversata in un piccolo numero di passi.
Quindi, secondo la fisica come esposta da Scargill, gli universi 2D potrebbero sostenere la vita. Questo non significa che esistano, ma il documento mostra che due degli argomenti più forti che volano in faccia agli universi 2+1 hanno bisogno di un serio ripensamento.
Sebbene il documento di Scargill non sia stato ancora sottoposto a peer-review, è stato valutato dal MIT Technology Review: “Il lavoro mina l’argomento antropico per i cosmologi e i filosofi, che dovranno trovare un’altra ragione per cui l’universo assume la forma che ha.”
Se ti è difficile accettare l’idea di vivere in un mondo in 2D, considera il pensiero che potremmo già esserci. Ricerche precedenti hanno avanzato l’ipotesi che stiamo vivendo in un ologramma gigante, e che siamo stati ingannati nel credere di esistere in tre dimensioni (più il tempo).
Siccome non abbiamo macchine che attraversano l’universo a nostra disposizione, questo lavoro potrebbe sembrare estremamente teorico, ma le riflessioni di Scargill aprono alcune interessanti strade per la ricerca futura – non ultimo se un giorno potremmo essere in grado di simulare un universo 2D, forse attraverso le complessità del calcolo quantistico.
“In particolare sarebbe interessante determinare se ci potrebbero essere altri impedimenti alla vita che sono stati finora trascurati, così come continuare a cercare spiegazioni non antropiche per la dimensionalità dello spazio-tempo”, scrive Scargill.
Il documento può essere letto sul server di pre-print arXiv.org.