Забудь усе, що знав: фізики пояснили, що час має три виміри

Час — це коли ранок, потім день, а далі вже й спати пора, прав­да ж? А от і ні. Учені вва­жа­ють, що все не так про­сто. Якщо коро­тко: є ймо­вір­ність, що час має не один, а три вимі­ри. І ця боже­віль­на ідея не про­сто ціка­ва — вона потен­цій­но змі­нює все наше уяв­ле­н­ня про реальність.

Пояснюємо, як саме фізи­ки уяв­ля­ють три­ви­мір­ний час і чому ця тео­рія зву­чить як сце­на­рій сері­а­лу, але з купою сер­йо­зної математики.

Не лінія, а куб: що означає 3D-час?

Усе поча­ло­ся з робо­ти Гюнтера Клетечки — дослі­дни­ка з Університету Аляски. Він ствер­джує: час не оди­нар­ний і не пла­ский, як ми зви­кли дума­ти, а має цілих три вимі­ри. І саме в цьому три­ви­мір­но­му часі, як на гігант­сько­му поло­тні, і роз­гор­та­ю­ться всі фізи­чні про­це­си. А от про­стір — лише фарба на цьому поло­тні. Красиво, правда?

Замість зви­чно­го «йдемо впе­ред по пря­мій» уяви, що є ще два шляхи — вбік і вгору. Вони від­по­від­а­ють за аль­тер­на­тив­ні вер­сії подій і можли­вість пере­ми­ка­н­ня між ними. Тобто:

• перша вісь — наш зви­чай­ний напря­мок часу (типу зран­ку вста­єш, а вве­че­рі вже на дивані);
• друга — варі­ан­ти того, як саме все могло б ста­ти­ся в той самий момент;
• третя — як можна між цими варі­ан­та­ми «пере­ска­ку­ва­ти».

Клетечка каже: ми про­сто спри­йма­є­мо одну з про­е­кцій цього куба, але він існує весь. Як нео­но­вий кубик Рубіка з нескін­чен­ни­ми варі­а­ці­я­ми твого «зараз».

Фізика з мультивсесвітом на бекграунді

Насправді ідея три­ви­мір­но­го часу не нова. Але рані­ше це були пере­ва­жно мате­ма­ти­чні забав­ки без натя­ку на пра­кти­чну пере­вір­ку. Клетечка ж запро­по­ну­вав модель, яка може поясни­ти маси еле­мен­тар­них части­нок — напри­клад, чому еле­ктрон важить саме стіль­ки, скіль­ки важить.

І це не жарти: якщо його фор­му­ла витри­має пере­вір­ку, ми отри­ма­є­мо ключ до так зва­ної «тео­рії всьо­го» — того само­го єди­но­го рів­ня­н­ня, яке з’єднує гра­ві­та­цію та кван­то­ву механіку.

Що ця тео­рія пропонує:

• Поєднати час і про­стір у єдину шести­мір­ну модель.
• Уникнути пара­до­ксів при­чин­но-наслід­ко­вих зв’язків (так, у нього при­чи­на все одно пере­дує наслідку).
• Дати мате­ма­ти­чний опис аль­тер­на­тив­них реаль­но­стей у кожно­му момен­ті часу.

Якщо це правда — то ми вже живемо в мультивсесвіті

Уяви, що ти пішов на спів­бе­сі­ду. І ти міг:

1. Прийти на 15 хви­лин раніше.
2. Спізнитися на пів години.
3. Узагалі не прийти.

Усі ці вер­сії існу­ють у Y‑вимірі часу. А от вибір, як пере­йти від одно­го варі­ан­ту до іншо­го, — це вже вимір Z. Ти ніко­ли не повер­та­є­шся назад — ти про­сто пере­ми­ка­є­шся між гілками.

Це дико схоже на муль­тив­се­світ, але в рам­ках сер­йо­зної фізи­ки. Ба біль­ше — в умо­вах висо­ких енер­гій (напри­клад, коли вибу­ха­ють зірки чи вирує чорна діра), дру­гий і тре­тій вимі­ри часу можуть про­яв­ля­ти­ся прямо. Так вва­жає інший тео­ре­тик — Іцхак Барс із Каліфорнійського університету.

І навіщо нам ця космічна абстракція?

Все дуже про­сто: фізи­ки все ще не мають пов­ної кар­ти­ни того, як пра­цює Всесвіт. Стандартна модель — крута, але не пояснює гра­ві­та­цію. Загальна тео­рія від­но­сно­сті — теж топ, але не дру­жить із квантами.

А от три­ви­мір­ний час може стати тою лан­кою, що з’єднає все доку­пи. Як? Наприклад:

• пояснить похо­дже­н­ня маси частинок;
• ство­рить єдину тео­рію для всіх чоти­рьох фун­да­мен­таль­них сил природи;
• дозво­лить зро­зу­мі­ти, що від­бу­ва­ло­ся на пер­ших секун­дах після Великого вибуху.

Іншими сло­ва­ми — не про­сто кра­си­ва гіпо­те­за, а інстру­мент, що може пере­ви­зна­чи­ти саму фізи­чну реальність.

А якщо коротко?

• Час може бути три­ви­мір­ним, як простір.
• Це допо­ма­гає поясни­ти фізи­чні вла­сти­во­сті матерії.
• Модель узго­джу­є­ться з ідеєю мультивсесвіту.
• Якщо все під­твер­ди­ться — це рево­лю­ція в науці.

Ну і що далі?

Зараз ця тео­рія існує на рівні фор­мул і гіпо­тез. Але, якщо вона прой­де пере­вір­ки — нас чекає нова фізи­чна реаль­ність. Можливо, вияви­ться, що час — це не стріл­ка, а паву­ти­на, по якій ми може­мо пере­су­ва­тись у різних напрям­ках. І що в кожній миті є деся­тки аль­тер­на­тив, які чека­ють, поки ми їх відкриємо.

Тож, якщо зав­тра раптом все піде трохи іна­кше — не дивуй­ся. Можливо, ти про­сто зру­шив на одну коор­ди­на­ту по осі Z.