"Тривимірний" час може стати довгоочікуваною "теорією всього", — дослідження

Американські науковці з Аляскінського університету у Фербенксі (UAF) запропонували теорію, відповідно до якої, саме час може бути основою реальності, а не простір-час, як прийнято вважати. 

Запропонована теорія передбачає, що час має три виміри, тоді як простір виникає з нього, а не існує сам по собі. Автори описують шестивимірну структуру, що складається з трьох вимірів часу та трьох вимірів простору. Це істотно відрізняється від стандартного уявлення, яке пропонує один вимір часу та три виміри простору, що об’єднуються у простір-час.

Автори статті пояснюють необхідність існування трьох вимірів часу поведінкою Всесвіту у трьох масштабах: перший вимір часу (t₁) функціонує на планківському масштабі, у якому квантова механіка керує взаємодією частинок та фундаментальними процесами; другий вимір (t₂) виникає у процесі взаємодії, виступаючи посередником між квантовою та класичною фізикою. Цей вимір часу може пояснити покоління частинок та асиметрії слабкої взаємодії; третій вимір (t₃) існує у космологічних масштабах, формуючи гравітаційні ефекти та еволюцію таких великих структур, як галактики.

Науковці описують ці виміри, як природні наслідки вимог симетрії, а не як довільні конструкції. Розділення вимірів часу за масштабом пояснює, чому повсякдений досвід відображає лише один потік часу (t₁), тоді як t₂ и t₃ проявляються лише в екстремальних умовах. Концепція також передбачає, що час може утворювати фундаментальну структуру Всесвіту, а маса та енергія виникають, як прояв тимчасової кривизни та динаміки. Ця теорія припускає, що матерія не знаходиться у часі, а є властивістю його багатовимірної структури. 

За допомогою цієї теорії американські науковці прагнуть розширити погляд на квантову механіку та теорію поля, зберігши при цьому такі важливі принципи, як причинність та унітарність. Попередні спроби опису тривимірного часу, як теорія Калуци-Клейна, являли собою переважно абстрактну математику без чітких експериментальних передбачень. 

Нова модель продемонструвала здатність відтворювати відомі маси частинок з надзвичайною чіткістю. Вона обчислює масу топ-кварка при 173,21±0,51 ГеВ, що відповідає виміряному значенню у 173,2 ± 0,9 ГеВ. Вона також успішно обчислила масу мюона при 105,6583745±0,0000024 МеВ, тоді як виміряне значення складає 105,6583755 ± 0,0000023 МеВ. Модель обчислила і масу електрона при 0,5109989461±0,0000000031 МеВ, що точно відповідає вимірянному значенню. 

Теорія також передбачає маси нейтрино (ν3: 0,058±0,004 еВ, ν2: 0,0086±0,0003 еВ), нові резонанси при 2,3±0,4 ТеВ і 4,1±0,6 ТеВ, і навіть невелику зміну швидкості гравітаційних хвиль, Δv/c = (1,5±0,3)×10⁻¹⁵. Ці передбачення невдовзі можуть бути перевірені на прискорювачах частинок, детекторах гравітаційних хвиль і космологічних досліджень, орієнтовно протягом найближчих 5 років. 

Окрім цього теорія також пропонує відповіді на низку питань, які вже давно хвилюють фізиків. Три покоління частинок природним чином виникають з симетрій часу. Порушення парності при слабкій взаємодії, характерне для фізики елементарних частинок, пояснюється як геометрична властивість часу. Автори показують, що квантова гравітація, яка зазвичай стикається з проблемою бескінечних поправок, має кінцеве корегування. Загальна теорія відносності, як і раніше, вважається окремим випадком, коли два виміри часу малі настільки, що їми можна знехтувати. У зв’язку з цим нова теорія скоріш розвиває ЗТВ, ніж спростовує її. 

Кінцевою метою авторів є подолання розриву між квантовою механікою та загальною теорією відносності. Відтворюючи маси частинок і пропонуючи перевірені прогнози, ця тривимірна модель часу може стати кроком до довгоочікуваної “теорії всього”.

Результати опубліковані у журналі Reports in Advances of Physical Science

Джерело: Neowin