Исследователь из Университета Аляски в Фэрбенксе (UAF) выдвинул теорию, согласно которой время, а не пространство-время, может быть основополагающим свойством, в котором происходят все физические явления. Согласно этой гипотезе, время обладает не одним измерением, как мы привыкли воспринимать в повседневной жизни, а тремя независимыми измерениями, тогда как пространство является вторичным проявлением.
Работа, опубликованная в журнале Reports in Advances of Physical Science, была разработана Гюнтером Клетечкой, доцентом-исследователем Геофизического института UAF. Его теория предполагает, что три временных измерения формируют основу реальности, подобно холсту для картины, в то время как пространство с его тремя известными измерениями больше похоже на краски, нанесённые на этот холст.
Эта идея противостоит концепции пространства-времени, предложенной Альбертом Эйнштейном в общей теории относительности более ста лет назад, где время и пространство объединены в единую четырёхмерную структуру. Клетечка утверждает, что его математическая модель, включающая шесть измерений (три времени и три пространства), может приблизить учёных к единой теории Вселенной, разрешив некоторые из главных загадок современной физики.
Идея о многомерности времени абстрактна и противоречит интуиции. В повседневной жизни мы воспринимаем время как прямую, неумолимо движущуюся в будущее. Однако, согласно новой теории, существуют ещё два временных измерения, каждое со своими независимыми свойствами.
Для объяснения Клетечка предлагает аналогию: представьте, что вы идёте по прямой дороге, двигаясь вперёд в привычном времени. Теперь допустим, что другая дорога пересекает первую под прямым углом. Если бы вы могли перемещаться по этой второй дороге, не меняя своего положения в обычном времени, вы могли бы столкнуться с немного иными версиями того же момента — например, с альтернативным днём, в котором некоторые события произошли иначе. Существование таких вариантов представляло бы второе измерение времени, а возможность перемещаться между ними — третье.
Хотя другие физики, такие как Ицхак Барс из Университета Южной Калифорнии, ранее уже изучали идею многомерного времени, Клетечка утверждает, что его работа продвинулась дальше, предложив математическую модель, которая не только точно воспроизводит известные массы частиц — электронов, мюонов и кварков — но и позволяет делать проверяемые прогнозы о ещё не открытых физических свойствах.
Предыдущие теории о трёхмерном времени были в основном математическими конструкциями без связи с экспериментами, пояснил Клетечка. Его же модель превращает эту идею в физически проверяемую теорию с несколькими независимыми путями подтверждения.
Одной из главных проблем в прежних теориях многомерного времени была неопределённость в причинно-следственных связях. Если время имеет несколько измерений, как сохранить принцип, согласно которому причина предшествует следствию? Клетечка заявляет, что его подход решает эту проблему за счёт более сложной математической структуры, в которой причинность остаётся неизменной даже при наличии трёх временных измерений.
Кроме того, он предполагает, что дополнительные измерения времени могут становиться заметными в экстремальных условиях — например, в первые мгновения существования Вселенной или при столкновениях частиц на сверхвысоких энергиях. Это открывает возможность экспериментальной проверки теории с помощью ускорителей частиц или космологических наблюдений.
Главная ценность предложенной теории заключается в её потенциале для решения одной из самых сложных задач физики — объединения квантовой механики и гравитации в единую теорию всего.
На сегодня Стандартная модель физики частиц описывает три из четырёх фундаментальных взаимодействий — электромагнитное, сильное и слабое ядерные силы, — тогда как гравитация объясняется общей теорией относительности. Однако эти две теории несовместимы на квантовом уровне. Клетечка полагает, что его теория трёхмерного времени может стать ключом к их объединению. Переосмысливая саму природу времени, его математическая модель не только воспроизводит известные массы элементарных частиц, но и даёт последовательное объяснение их значений.
«Путь к объединению может потребовать фундаментального пересмотра природы физической реальности, — отмечает учёный. — Эта теория показывает, что представление времени как трёхмерной структуры позволяет разрешить множество загадок физики в рамках единой согласованной системы».