Мы привыкли воспринимать окружающий мир в трех измерениях: длина, ширина и высота. Время считается четвертым измерением. Но что если бы наша Вселенная имела всего две пространственные размерности? Смогла бы в таком плоском мире зародиться жизнь?
На первый взгляд, идея двухмерной вселенной кажется совершенно абсурдной. Наука традиционно отвергала такую возможность, ссылаясь на фундаментальные препятствия. Главным аргументом называлось отсутствие гравитации в двумерном пространстве, что сделало бы невозможным образование сложных структур, необходимых для жизни.
Однако новое исследование британского физика Джеймса Скаргилла бросает вызов этим устоявшимся воззрениям. В своей работе 2020 года он показал, что скалярные гравитационные поля могут существовать и в двух измерениях. Более того, Скаргилл продемонстрировал возможность стабильных орбит вокруг точечных источников гравитации в рамках его двухмерной теории.
Если это так, то открытие может иметь далеко идущие последствия. Наличие гравитации и устойчивых орбит считалось критически важным условием для возникновения жизни. Если в двухмерном пространстве они все же возможны, то, может быть, и сама жизнь не является исключительной привилегией трехмерных миров?
Гравитация – лишь один из многих факторов, определяющих жизнеспособность вселенной. Скаргилл пошел дальше и исследовал, достаточно ли сложна двухмерная среда для поддержания разумных форм жизни. Он создал математические модели планарных графов, которые, по его словам, “демонстрируют многие из свойств, считающихся важными для сложных мозгов”.
К таким свойствам относятся иерархическая и модульная структура, а также проявление “малого мира” – феномена, наблюдаемого в реальных нейронных сетях. Это наводит на мысль, что сложные формы жизни и даже разума могут быть возможны не только в привычном нам трехмерном пространстве.
Конечно, данное исследование носит чисто теоретический и гипотетический характер. Но оно ставит под сомнение распространенный довод о том, что наша Вселенная трехмерна именно потому, что только в трех измерениях жизнь вообще может существовать. Возможно, плоский двухмерный мир тоже способен поддерживать сложных разумных существ, просто очень непохожих на нас.
Впрочем, не стоит забегать слишком далеко. У двухмерных вселенных есть и другие, более тривиальные недостатки с биологической точки зрения. Например, в них был бы невозможен полноценный пищеварительный тракт, поскольку он разделил бы организм напополам. Так что, как минимум, анатомия потенциальных обитателей плоского мира должна была бы радикально отличаться от земных форм жизни.
Тем не менее, само допущение существования жизни в двухмерной среде открывает новые горизонты. Мысленные эксперименты на эту тему позволяют по-новому взглянуть на фундаментальные основы биологии и космологии. Как знать, может быть, благодаря развитию подобных идей, ученые однажды смогут распространить законы жизни на принципиально новые области – и тогда наши представления о Вселенной вновь претерпят революционные изменения.
Статья опубликована в журнале Physical Research Review.
Читайте также: Путешествия инопланетян через скрытые измерения: гипотеза гарвардского профессора
