Natuurkundigen geloven dat het leven kan bestaan ​​in een 2D-wereld

Waarom doen we leven in een universum met drie ruimte en één tijdsdimensie - 3 + 1, als een kosmologen zou zeggen? Waarom een ​​dergelijke combinatie, in plaats van 4 + 2 of 2 + 1? In de afgelopen tien jaar hebben natuurkundigen vele malen onderzocht deze vraag, het concipiëren van andere universa met verschillende eigenschappen, om te begrijpen, zou een moeilijk leven in hen of niet. En onvermijdelijk tot de conclusie gekomen dat het niet zou kunnen bestaan ​​in een universum met vier ruimte dimensies, of twee keer. Zodat mensen onvermijdelijk zal zijn (en waren) in het heelal met afmetingen 3 +1.

Natuurkundigen geloven dat het leven kan bestaan ​​in een 2D-wereld

Dit is de antropische argument: het idee dat het universum die nodig zijn voor het voortbestaan ​​van de waarnemers eigenschappen moet hebben.

Wat is een twee-dimensionale universum?

Maar hoe zit het met de meer eenvoudige universum, bijvoorbeeld 2 + 1? Natuurkundigen hebben gesuggereerd dat de twee ruimtelijke dimensies voldoende complexiteit om het leven kan worden verkregen. Ze geloven ook dat de zwaartekracht niet zal werken in twee dimensies, zodat het type zonnestelsel voorwerpen kan worden gevormd. Maar is het echt?

James Scargill Universiteit van Californië in Davis, tegen alle verwachtingen in, toonde aan dat de 2 + 1-dimensionale universum zowel de zwaartekracht en complexe leven zou kunnen ondersteunen. Zijn werk ondermijnt de antropische argument voor kosmologen en filosofen die moet op zoek naar andere redenen waarom het heelal neemt vorm die nodig is. Ten eerste, een beetje achtergrond. Een van de grote wetenschappelijke mysteries is de reden waarom de wetten van de fysica lijken te worden geslepen (of fijn afgesteld) tot leven. Bijvoorbeeld, de numerieke waarde van de fijnstructuurconstante lijkt willekeurig (ongeveer 1/137) en toch verschillende natuurkundigen opgemerkt dat zelfs als het een beetje anders, atomen en meer complexe objecten niet worden gevormd. In een dergelijk universum, zou het leven onmogelijk zijn.

Antropische aanpak is dat als de fijne structuur constante een andere waarde heeft genomen, zou er geen waarnemer, dat het zou kunnen meten. Dat is de reden waarom het heeft een waarde die we meten!

In de jaren 1990, Max Tegmark, nu een natuurkundige aan het Massachusetts Institute of Technology, ontwikkelde een soortgelijk argument voor het aantal dimensies van het universum. Hij betoogde dat als er meer dan één tijdsdimensie, de wetten van de fysica zou niet de vereiste waarnemers te voorspellen eigenschappen hebben. Het zou zeker het bestaan ​​van natuurkundigen uit te sluiten en, misschien, het leven zelf.

We gaan nu naar de aard van het heelal met vier ruimtelijke dimensies. In deze ruimte zou Wetten van Newton zeer gevoelig voor kleine verstoringen zijn. Een gevolg hiervan is dat stabiele banen konden worden gevormd, dus zou er geen zonne-installaties of andere soortgelijke structuren. "In de ruimte met meer dan drie dimensies mogelijk niet de traditionele bevat en stabiele structuren," zegt Tegmark. Zo is de leefomstandigheden lijken onwaarschijnlijk in het heelal met meer dimensies dan wij hebben. Maar het argument is dat de universa met minder afmetingen zijn minder veilig.

Aangenomen wordt dat de algemene relativiteitstheorie niet werkt in twee dimensies, zodat zwaartekracht niet.

Maar James Scargill denkt daar anders over. In zijn artikel, toont hij dat het veel eenvoudiger kan zuiver scalair gravitatieveld in twee dimensies mogelijk zijn en het zou mogelijk zijn om een ​​stabiele baan en redelijke kosmologie verkrijgen. Het blijft alleen om te laten zien hoe de complexiteit kan ontstaan ​​in de metingen 2 + 1 Scargill aanpak van dit probleem vanuit het oogpunt van neurale netwerken. Hij wijst erop dat de complexiteit van neuraal netwerk kan worden gekenmerkt door een verscheidenheid aan speciale eigenschappen die elke 2D-systeem zou moeten spelen.

Onder hen zijn het eigendom van de "kleine wereld", de communicatie-model die u toelaat om het complexe netwerk te omzeilen in een paar kleine stappen. Andere eigenschap hersenen netwerken is dat ze werken in een modus die is uitgebalanceerd tussen de overgang van hoge naar lage activiteit activiteit - kritische mode. Het is ook mogelijk alleen netwerken modulaire hiërarchie, waarbij kleinere netwerken samengevoegd tot grotere netwerken.

De vraag die Scargill vraagt, is er een 2D-netwerken bestaan ​​die al deze functies - eigenschappen van kleine wereld, modulaire hiërarchie en kritische gedrag. Aanvankelijk lijkt dit onwaarschijnlijk, omdat de 2D-grafiek nodes zijn via hoeken elkaar kruisen. Maar Scargill toont aan dat 2D-netwerken daadwerkelijk kan worden gebouwd in een modulaire wijze, en dat de kolommen hebben bepaalde kenmerken van kleine wereld.

Ook blijkt dat deze netwerken kan bij het overgangspunt tussen de twee soorten gedragingen, waaruit blijkt hoe kritisch. En het is een geweldig resultaat, die zegt dat de twee-dimensionaal netwerk eigenlijk een verrassend complex gedrag kan ondersteunen. Natuurlijk, dit bewijst niet dat het universum is 2 + 1 kan eigenlijk het leven. Het moet meer werk te besteden om erachter te komen zeker.

Maar nu kosmologen en filosofen hebben een nieuwe stof tot nadenken. Mee eens? Laat het ons weten in onze praatje in het telegram.