Дослідники Аляскінського університету у Фербенксі представили нову теорію, яка може стати основою для так званої «теорії всього» — універсальної моделі, здатної поєднати квантову механіку та загальну теорію відносності. Згідно з їхньою гіпотезою, саме час, а не простір-час, є фундаментом реальності.
Про це розповідає ProIT
Три виміри часу замість одного
У цій теорії час розглядається як тривимірна структура, з якої виникає простір, а не навпаки. Автори моделі описують шість вимірів — три часові (t₁, t₂, t₃) та три просторові. Таке уявлення різко контрастує зі звичайною чотиривимірною моделлю, у якій простір-час має один часовий і три просторових виміри.
Кожен з часових вимірів має свою роль у різних масштабах Всесвіту. Перший вимір (t₁) відповідає за процеси на планківському рівні, де панує квантова механіка; другий (t₂) — за явища, що лежать на межі між квантовим і класичним світом, і здатен пояснити різницю між поколіннями частинок та асиметрію слабкої взаємодії; третій (t₃) — за космологічні масштаби, впливаючи на гравітацію та еволюцію галактик.
“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 підкреслюють, що таке розділення є наслідком вимог симетрії, а не спробою довільно ускладнити модель. Лише один часовий вимір залишається помітним у повсякденному житті, тоді як інші проявляються у виняткових фізичних умовах. Водночас простір і матерія, за цією теорією, є похідними від багатовимірної часової структури, а не самостійними сутностями.
Перевірка на практиці та нові прогнози
Завдяки новій моделі вдалося дуже точно обчислити маси фундаментальних частинок. Наприклад, маса топ-кварка була розрахована як 173,21±0,51 ГеВ, що практично ідентично виміряному значенню у 173,2 ± 0,9 ГеВ. Маса мюона склала 105,6583745±0,0000024 МеВ (проти експериментального 105,6583755 ± 0,0000023 МеВ), а електрона — 0,5109989461±0,0000000031 МеВ, що повністю співпадає з даними спостережень.
Теорія також робить низку тестованих прогнозів: маси нейтрино (ν3: 0,058±0,004 еВ, ν2: 0,0086±0,0003 еВ), нові резонанси на рівні 2,3±0,4 ТеВ та 4,1±0,6 ТеВ, а також невелику зміну швидкості гравітаційних хвиль (Δv/c = (1,5±0,3)×10⁻¹⁵). Вчені очікують, що ці припущення вдасться перевірити у найближчі п’ять років за допомогою сучасних прискорювачів частинок, детекторів гравітаційних хвиль та космологічних експериментів.
Модель дає відповіді на давні питання фізики: три покоління елементарних частинок випливають із часових симетрій, а порушення парності при слабкій взаємодії пояснюється геометрією часу. Крім того, у рамках цієї теорії квантова гравітація піддається кінцевому корегуванню, а загальна теорія відносності Ньютона розглядається як окремий випадок нової моделі.
Метою авторів є подолання протиріч між квантовою механікою та загальною теорією відносності. Відтворення мас частинок і можливість емпіричної перевірки робить тривимірну модель часу перспективною кандидаткою на роль «теорії всього». Результати дослідження опубліковані у журналі Reports in Advances of Physical Science.
