Cała nasza żywa rzeczywistość dzieje się we wszechświecie trójwymiarowym, więc naturalnie trudno sobie wyobrazić wszechświat tylko dwuwymiarowy. Ale, zgodnie z nowymi obliczeniami, wszechświat 2D mógłby faktycznie wspierać życie, too.
Nowa praca jest dziełem fizyka Jamesa Scargilla z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis, który chciał przetestować zasadę antropiczną – filozoficzną ideę, że wszechświaty nie mogą istnieć, jeśli nie ma życia wewnątrz, aby je obserwować.
W szczególności, Scargill bada ideę życia w 2+1 wymiarach, gdzie +1 jest wymiarem czasu. Sugeruje, że być może będziemy musieli ponownie przemyśleć zarówno fizykę, jak i filozofię życia poza 3+1 wymiarami, do których jesteśmy przyzwyczajeni.
„Istnieją dwa główne argumenty wysuwane przeciwko możliwości życia w 2+1 wymiarach: brak lokalnej siły grawitacyjnej i Newtonowskiego ograniczenia w ogólnej teorii względności 3D oraz twierdzenie, że ograniczenie do topologii planarnej oznacza, że możliwości są 'zbyt proste’, aby mogło istnieć życie”, pisze Scargill w swoim artykule.
Obliczenia, które przeprowadza Scargill są skomplikowane, jak można się spodziewać, ale pokazuje on w teorii, że skalarne pole grawitacyjne mogłoby rzeczywiście istnieć w dwóch wymiarach, pozwalając na istnienie grawitacji, a tym samym kosmologii we wszechświecie 2D.
Potem przechodzi do kolejnego ważnego punktu – aby powstało życie, musi istnieć pewien poziom złożoności, który w tym przypadku może być symbolizowany przez sieci neuronowe. Nasze wysoce złożone mózgi istnieją w 3D i moglibyśmy pomyśleć, że sieć neuronowa nie mogłaby działać tylko w dwóch wymiarach.
Ale Scargill pokazuje, że pewne typy planarnych, dwuwymiarowych grafów dzielą właściwości z biologicznymi sieciami neuronowymi, które znajdujemy w życiu. Takie grafy mogą być również łączone w sposób, który przypomina modularną funkcję sieci neuronowych, a nawet wykazują to, co jest znane jako właściwości małego świata, gdzie złożona sieć może być przecięta w małej liczbie kroków.
Więc, zgodnie z fizyką przedstawioną przez Scargilla, dwuwymiarowe wszechświaty mogłyby wspierać życie. Nie oznacza to, że one istnieją, ale artykuł pokazuje, że dwa z najsilniejszych argumentów, które lecą w obliczu wszechświatów 2+1, wymagają poważnego przemyślenia.
Chociaż artykuł Scargilla nie został jeszcze zrecenzowany, został oceniony przez MIT Technology Review: „Praca podważa argument antropiczny dla kosmologów i filozofów, którzy będą musieli znaleźć inny powód, dla którego Wszechświat przybiera taką formę, jaką przybiera.”
Jeśli trudno Ci zaprzątnąć sobie głowę ideą życia w świecie 2D, rozważ myśl, że być może już w nim jesteśmy. Poprzednie badania wysunęły hipotezę, że w rzeczywistości żyjemy w gigantycznym hologramie i dajemy się nabrać na to, że istniejemy w trzech wymiarach (plus czas).
Ponieważ nie mamy do dyspozycji żadnych maszyn przemierzających wszechświat, taka praca może wydawać się niezwykle teoretyczna, ale rozważania Scargilla otwierają kilka interesujących dróg dla przyszłych badań – nie tylko to, czy pewnego dnia będziemy w stanie symulować wszechświat 2D, być może dzięki zawiłościom obliczeń kwantowych.
„W szczególności interesujące byłoby ustalenie, czy mogą istnieć inne przeszkody dla życia, które do tej pory zostały przeoczone, jak również kontynuowanie poszukiwań nieantropijnych wyjaśnień dla wymiarowości czasoprzestrzeni” – pisze Scargill.
Pracę można przeczytać na serwerze preprintów arXiv.org.
.