Мы привыкли думать о веществе как о чём-то фундаментальном: атомы, электроны, кварки

Мы привыкли думать о веществе как о чём-то фундаментальном: атомы, электроны, кварки. Но всё это — лишь «актёры» на сцене. А что, если сама сцена — пространство-время — тоже имеет свою структуру? Что, если оно не сплошное и бесконечно делимое, а собрано из мельчайших дискретных элементов геометрии?

Именно этот вопрос привёл физиков Ренате Лолл, Яна Амбьорна и Йержи Юрковского к созданию теории под названием Причинная Динамическая Триангуляция (CDT). Их цель — описать, из чего же сделана сама ткань реальности на уровне планковских масштабов, где рушатся все привычные законы физики.

Чтобы это понять, нужно познакомиться с главным «героем» этой теории — симплексом. Проще всего представить его идеальным элементарным «кирпичиком Лего» для сборки Вселенной. В трёх измерениях таким кирпичиком был бы тетраэдр. В четырёх измерениях, в которых мы и живём (три пространственных плюс время), это уже математический объект, который наш мозг не может вообразить, но может описать. Главное свойство симплекса — он идеально плоский и является минимальной ячейкой, точкой сборки. Он не состоит ни из какого «вещества» в привычном смысле. Его суть — чистая геометрия и структура связей с другими такими же элементами: по каким граням они соприкасаются и как направлено время между ними.

В компьютерных симуляциях учёные берут огромное количество этих симплексов и позволяют им случайным образом соединяться, следуя лишь одному строгому правилу — запрету путешествий во времени (отсюда и «причинная» в названии). Четырёхмерность не задаётся вручную, но из этого первоначального хаоса самопроизвольно, как порядок из беспорядка, рождается стабильное, гладкое четырёхмерное пространство-время, очень похожее на то, в котором мы живём.

Это и есть главный аргумент в пользу CDT. Теория не просто постулирует, а в своих моделях демонстрирует, как из простейших дискретных геометрических элементов может самопроизвольно возникать сложная и непрерывная на макромасштабах реальность. Прямых доказательств пока нет, но тот факт, что наша Вселенная «собирается» в симуляции именно такой, какой мы её знаем, заставляет всерьёз прислушаться к этому взгляду на природу вещей.

За последние столетия физика прошла удивительный путь: от представления о веществе как о сплошной субстанции — к атомам, затем к полям, квантам и, наконец, к идее, что в самом основании мироздания лежат не материальные частицы, а дискретные структуры геометрии. Пространство, возможно, не арена для событий, а результат того, что события взаимосвязаны. И в этой сети отношений сама материя становится лишь одним из проявлений глубинного порядка — информационной структуры, из которой соткан мир.

Источник: vk.com

Комментарии: