# Алексей Семихатов: «Мир может иметь два временных измерения»

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=RB18ITR2eS0
Канал: Вселенная Плюс
Опубликовано: 04.04.2024

---

## Загадки многомерной Вселенной: Почему наш мир именно такой?
[[JUMP:0:00]]

В поисках фундаментальных ответов о строении космоса физики-теоретики нередко обращаются к концепциям, выходящим далеко за пределы привычного трёхмерного пространства. В недавнем разговоре физик Алексей Семихатов и астроном Владимир Сурдин обсудили, почему наш мир обладает именно такими размерностями, как теория струн пытается примирить гравитацию с квантовой механикой и существуют ли «запасные» измерения.

### Плоский мир и ограничения геометрии
[[JUMP:0:00]]

Алексей Семихатов начал с размышления о классических научно-фантастических произведениях, таких как «Флатландия», где описывается жизнь на двумерной плоскости. С физической точки зрения, такой мир столкнулся бы с непреодолимыми трудностями:

* **Проблема взаимодействия:** Двумерные существа не могли бы разойтись, не перепрыгивая друг через друга.
* **Анатомические парадоксы:** Пищеварительный тракт в 2D неизбежно разделил бы организм на две части.
* **Архитектурные ограничения:** Открытие двери в доме привело бы к разрушению стен и крыши, так как целостность конструкции нарушалась бы.

Владимир Сурдин подчеркнул, что третье измерение критически важно для существования жизни, так как именно в трехмерном пространстве гравитационные орбиты становятся стабильными. В ином случае планеты не смогли бы удерживаться на устойчивых траекториях.

### Пятимерная утопия и теория Калуцы — Клейна
[[JUMP:1:59]]

Хотя мы привыкли называть наш мир четырёхмерным, учитывая время как четвёртое измерение, физики используют этот термин как жаргон. В теории относительности пространство и время перемешиваются при переходе к движущемуся наблюдателю. Однако учёные давно искали способы объединить гравитацию и электромагнетизм в рамках единой теории.

Одной из первых попыток стала теория Калуцы — Клейна. Её суть заключается в следующем:

1.  Математически записывается единая теория в пятимерном пространстве (четыре пространственных измерения + время).
2.  Дополнительное пятое измерение «скручивается» в крошечный компактный цилиндр, настолько малый, что его невозможно обнаружить даже на Большом адронном коллайдере.
3.  При расщеплении этой пятимерной структуры на части, мы получаем гравитацию и электромагнитные поля как «осколки» единого целого.

По словам Алексея Семихатова, эта идея скорее философская, нежели экспериментально подтверждённая. Основная проблема заключается в том, что теория предсказывает существование дополнительных массивных частиц (так называемых «высоких мод»), которые не наблюдаются в природе.

### Теория струн: струны вместо точек
[[JUMP:16:07]]

Для квантования гравитации — главной нерешённой задачи современной физики — учёные предложили концепцию, согласно которой фундаментальными объектами являются не точки, а одномерные протяжённые объекты — струны.

* **Механика:** Как и гитарная струна, колеблющаяся с разными частотами, фундаментальная струна в зависимости от моды возбуждения «выглядит» как разные элементарные частицы (включая гравитон).
* **Размерности:** Алексей Семихатов пояснил, что базовая теория струн требует 26 измерений (25 пространственных + 1 временное) для внутренней математической согласованности.
* **Тахионы:** В простейшей модели возникают частицы, движущиеся быстрее света — тахионы, которые разрушают последовательность теории.

На помощь пришла **суперсимметрия** — глубокая концепция, предполагающая соответствие между бозонами и фермионами, что сократило необходимое количество измерений до 10 (теория суперструн).

### Проблема предсказательной силы
[[JUMP:31:33]]

Несмотря на математическую красоту, теория суперструн столкнулась с кризисом. Чтобы свести 10 измерений к наблюдаемым 4, нужно «свернуть» 6 лишних измерений в компактные многообразия Калаби — Яу.

* **Аналогия:** Семихатов сравнил это со сворачиванием молекул ДНК в клубки, от формы которых зависит функционирование организма.
* **Масштаб разочарования:** Существует порядка $10^{500}$ возможных вариантов таких многообразий. Это лишает теорию предсказательной силы, так как невозможно определить, почему реализовался именно наш вариант.

### Две временные координаты: экзотическая гипотеза
[[JUMP:33:20]]

В финале беседы Алексей Семихатов упомянул более сильный вариант суперсимметрии, в котором критическая размерность равна 4 (два пространственных измерения и два временных). Хотя с точки зрения обывателя два времени кажутся бессмыслицей — как жить, имея «двое часов»? — теоретически это остаётся интересным математическим упражнением. Возможно, в мультивселенной существуют миры с такими конфигурациями, но в них нет наблюдателей, способных задаться вопросом о причинах их странности.