Андрей Кананин - Нереальная реальность – 2. Книга вторая. Настоящее

На самой ранней стадии эволюции Вселенной все измерения были сильно искривлены и составляли неделимое целое. Три известных нам измерения в своё время совершенно точно тоже были микроскопическими.

Из теории относительности мы знаем, что пространство эластично. Поэтому логично предположить, что со временем некоторые измерения увеличились в размере и расширяются до сих пор. При этом сохранились другие измерения, которые до настоящего момента всё ещё остаются компактными.

В каждой точке привычного нам пространства присутствуют невидимые, свёрнутые в петли самой необычной формы, дополнительные измерения.

Они вписаны в саму структуру Мироздания, они везде.

Когда вы идёте по улице, то перемещаетесь не только в трёх протяжённых измерениях, но, одновременно, и в компактных. Такой мир сложно представить, но можно очень точно описать математически.

Главная загадка заключается в том, почему три пространственных измерения развернулись, а остальные остались туго свёрнутыми в микроскопические области?

Если они не распрямились, то какая неведомая сила сдерживает их?

Ещё один стратегический вопрос – почему макроскопических измерений именно три?

Ответ на последний вопрос состоит в том, что трёхмерность предпочтительнее других вариантов размерности для физики нашей Вселенной. При меньшем числе измерений не могут существовать сложные структуры. При б о льшем числе измерений не могут возникнуть устойчивые атомы. Поэтому наш мир таков, как есть.

Но привычная нам структура Мироздания отнюдь не означает, что в природе не могут существовать отделённые от нас параллельные миры с иной размерностью.

Как вообразить себе параллельные измерения? Есть несколько подходящих аналогий.

Представьте очень длинную и тонкую трубку, наподобие соломинки для коктейля. Её поверхность содержит два измерения. Первое – большое продольное, визуально наблюдаемое как длинное, вертикальное. Второе – короткое в виде окружности, закрученное вокруг трубки.

Хотя поперечный размер намного меньше продольного, рассматривая трубку вблизи, вы без труда оцените её объём, поймёте, что её поверхность представляет собой двумерный цилиндр. Но стоит отойти на некоторое расстояние, и трубка будет выглядеть как одномерная прямая линия. Издалека вы не видите её толщину. Поэтому можно ошибочно предположить, что поверхность подобного объекта имеет не два, а одно измерение.

Аналогично в нашем реальном мире мы видим лишь три протяжённых измерения, а скрученные не замечаем. Но это не значит, что их нет в природе.

Лист бумаги на столе для человека выглядит двухмерным, а для микроба это трёхмерный мир.

Или ещё одна аналогия. Вблизи мы чётко видим, что кожура лимона неровная, бугристая. Но издалека цитрус кажется абсолютно гладким. То же самое и с пространством. На малых расстояниях оно многомерно и сильно искривлено, а на больших кривизна и дополнительные измерения незаметны.

Переместиться из одного компактного измерения в другое чрезвычайно сложно. Движению сквозь них препятствует принцип неопределённости Гейзенберга. Чем меньше размер того, во что надо поместить частицу, тем больше энергии для этого необходимо.

Чтобы «втиснуть» частицу, а тем более человека, в микроскопически свёрнутое измерение нужна энергия, сопоставимая с массой Планка. Если когда-нибудь цивилизация овладеет такой суперсилой, то мы фактически получим власть над природой, поскольку будем способны изменить саму структуру пространства-времени.

Дополнительные измерения очень сложные по своей структуре. Впервые их особую форму рассчитали Эудженио Калаби 19 19 Калаби Эудженио – американский математик итальянского происхождения. и Шинтан Яу 20 20 Шинтан Яу – американский и китайский математик. .

Измерения оказались свёрнуты очень причудливым образом, закручиваясь и переплетаясь. В науке они называются многообразиями Калаби-Яу.

В каждой точке пространства имеется сложная многомерная геометрия, представляющая собой необычные шестимерные формы, которые принимают дополнительные размерности. Они прилагаются к каждой точке нашего трёхмерного пространства. Весь мир наполнен этими формами, вы буквально погружены в многообразия Калаби-Яу. Микроскопическая ткань Вселенной украшена необычными и богатейшими узорами.

Как может выглядеть многомерная Вселенная?

Наиболее правдоподобной является гипотеза, что наша реальность представляет собой немного сжатую семимерную сферу плюс четыре обычных измерения. Дело в том, что подобная конфигурация обладает рядом уникальных геометрических свойств и является очень симметричной. Именно в такую замкнутую структуру идеально математически вписываются известные нам фундаментальные взаимодействия, а также все материальные объекты окружающего мира, от атомов до галактик. То есть, Вселенная с одиннадцатью измерениями может быть оптимальным выбором самой Природы.

Почему пространство-время расщеплено на четыре и семь размерностей, а не, допустим, на пять и шесть? Почему свернулись именно семь измерений?

Есть очень интересное предположение, основанное на известном факте, что любая физическая система всегда стремится к состоянию с наименьшей энергией. Расчёты показывают, что этому условию как раз соответствует слегка сжатая семимерная сфера.

Одно дополнительное измерение можно свернуть только в окружность. Однако, уже двумерную поверхность можно соединить так, чтобы она образовала либо сферу, либо тор. Хотя обе фигуры замкнуты, они очень отличаются, поскольку тор имеет форму бублика, то есть содержит дырку посредине. Более многомерные пространства можно свернуть ещё интереснее, придав им самые причудливые формы. При семи измерениях набор возможностей становится огромным.

В многомерной Вселенной совсем по-другому проявляет себя гравитация. Ещё Ньютон, формулируя закон всемирного тяготения, обратил внимание, что гравитационное притяжение уменьшается с увеличением расстояния между двумя объектами с обратной квадратичной зависимостью. При удвоении расстояния, гравитационное притяжение снижается в четыре раза, при утроении – в девять раз, при учетверении – в шестнадцать раз и так далее. Интересно узнать, почему сила гравитации определяется именно квадратичной зависимостью?

Возможно, это напрямую связано с числом измерений. Все научные данные убедительно доказывают, что закон обратных квадратов прекрасно работает в обычных для нас масштабах. Но мы не знаем, подчиняется ли этому закону гравитация на микроскопическом уровне. Если экспериментально удастся установить отклонение от закона обратных квадратов на микромасштабах, это станет прямым доказательством существования дополнительных измерений.