Տիեզերքի երկրաչափական հիմքերի մոդելավորումը
Բելգրադի համալսարանի ֆիզիկոսները ներկայացրել են նոր մաթեմատիկական մոդել, որը քվանտային ձգողության սիմուլյացիայի միջոցով բացատրում է, թե ինչու մեր տիեզերքն ունի երեք տարածական և մեկ ժամանակային չափում։ Հետազոտությունը, որը հրապարակվել է որպես նախատպագրություն arXiv պորտալում և լուսաբանվել ScienceAlert-ի կողմից, ցույց է տալիս, որ պատահականորեն դասավորված շինանյութը մոտ 85 տոկոս դեպքերում ձևավորում է տարածաժամանակ երեք տարածական և մեկ ժամանակային չափումներով։ Այս արդյունքը հուշում է, որ մեր իրականությանը բնորոշ չափումների այս համամասնությունը կարող է բնականոն կերպով բխել հիմնարար երկրաչափական սահմանափակումներից:
Ավելի քան մեկ դար տեսական ֆիզիկան հենվում է Ալբերտ Այնշտայնի մաթեմատիկայի ուսուցչի՝ Հերման Մինկովսկու ստեղծած հիմնարար մոտեցման վրա։ Մինկովսկու տարածաժամանակը միահյուսել է տարածությունն ու ժամանակը քառաչափ կառուցվածքում, որը բաղկացած է երեք տարածական և մեկ ժամանակային չափումից։ Թեև Այնշտայնը սկզբում թերահավատորեն էր վերաբերվում այս երկրաչափական ձևակերպմանը, հետագայում այն կիրառեց ընդհանուր հարաբերականության տեսությունը կառուցելիս։ Այնուամենայնիվ, չնայած գիտական հսկայական առաջընթացին, այս կոնկրետ 3+1 չափական բաշխման հիմնարար պատճառը մնացել է չլուծված առեղծված:
Քվանտային գրավիտացիայի շինբլոկները
Այս տիեզերական խնդիրը առանց ստանդարտ ֆիզիկական օրենքների բարդությունների ուսումնասիրելու համար սերբ հետազոտողների թիմը ստեղծել է քվանտային գրավիտացիայի պայմանական մոդել։ Այս շրջանակը սիմուլյացրել է մի մանր մինի տիեզերք, որը չորս չափումից նվազում է մինչև զրո՝ օգտագործելով վիրտուալ քառաչափ եռանկյուններ, որոնք հայտնի են որպես 4-սիմպլեքսներ։ Այս երկրաչափական կառույցները բաղկացած են եռաչափ տետրաէդրերից, երկչափ եռանկյուններից և միաչափ եզրերից, որոնք միանում են զրոյական չափման գագաթներում։ Հետազոտողները պատահականության սկզբունքով սահմանել են այս մասնիկների եզրերի երկարությունները՝ նվազագույն շեմ սահմանելով Պլանկի երկարությունը՝ մոտ 10-ի աստիճան minus 35 մետր, որտեղ սովորական ֆիզիկական հասկացությունները կորցնում են իրենց ուժը:
Մանրադիտակային այս մասշտաբները հասկանալու համար գիտնականները նշում են, որ Մեծ հադրոնային բախիչի և LIGO-Virgo գրավիտացիոն-ալիքային ցանցի դիտարկումները սահմանափակում են մեր ֆիզիկական պատկերացումները ամբողջ տիեզերքի չափից մինչև 10-ի աստիճան minus 20 մետր միջակայքում: Հետևաբար, Պլանկի մասշտաբով ցանկացած անհարթություն մնում է ատոմային չափերից շատ փոքր և անտեսանելի գործող գործիքների համար: Բելգրադի թիմը փորձարկել է մոտ 100,000 սիմպլեքսներ երեք տարբեր գլոբալ տոպոլոգիաներում՝ սահմանով քառաչափ գնդիկ, առանց սահմանի քառաչափ գունդ և ցրված սիմպլեքսների անջատված հավաքածու:
Ծանոթ տարածաժամանակային ստորագրությունների ի հայտ գալը
Հետազոտողները երկրաչափական մասնիկների եզրերի երկարությունները դիտարկել են կամ որպես տարածանման՝ իրական թվերի միջոցով ներկայացված ֆիզիկական հեռավորություններ, կամ որպես ժամանականման՝ երևակայական թվերով արտահայտված միջակայքեր։ Ավելի քան 20 միլիարդ անհատական սիմուլյացիոն գնահատումների արդյունքում պատահական երկրաչափական կտորները մոտ 85 տոկոս դեպքերում հավաքվել են 3+1 չափական տարածաժամանակում։ Վերլուծությունը նաև հայտնաբերել է այլընտրանքային կոնֆիգուրացիաներ, այդ թվում՝ սառեցված տիեզերքներ չորս տարածական և զրո ժամանակային չափումներով փորձարկումների մոտ 6 տոկոսում, և բաժանված տիեզերքներ երկու տարածական և երկու ժամանակային չափումներով՝ մոտ 8 տոկոսում:
Արդյունքների հիմնական անակնկալն այն էր, որ միայն տարածանման եզրերը բավարար էին ժամանակային չափումներ ստեղծելու համար, քանի որ անհամապատասխան երկարությունները հաճախ միանում էին բացառապես այնպիսի երկրաչափությամբ, որը ներառում է ժամանակի ուղղություն։ Ավելին, գլոբալ տոպոլոգիան էական ազդեցություն չի ունեցել՝ ցույց տալով, որ տարածության և ժամանակի բաժանումը ձևավորվում է տեղային մակարդակում, այլ ոչ թե թելադրվում տիեզերքի ընդհանուր ձևով։ Հեղինակները նշում են, որ ապագա հետազոտությունները պետք է ներառեն բարդ ֆիզիկական օրենքներ և տարբեր ձևեր՝ հաստատելու համար, թե արդյոք տարածաժամանակային ստորագրություններն իրոք քվանտային երկրաչափության ածանցյալ հատկություն են: