为什么我们周围的世界恰好有三个空间维度和一个时间维度?塞尔维亚贝尔格莱德大学的三位物理学家为此提出了一个数学解释,据infohub.kz网站报道。

这项研究以预印本形式发表在arXiv平台上,科学家们依据的是一个简化的量子引力模型。他们用虚拟的四维几何图形——4-单纯形——来模拟微观世界的几何结构,以检验在不考虑复杂物理力的情况下,这些图形随机连接后会形成怎样的时空结构。

单纯形是多维的三角形类比物:四维元素由三维四面体、平面面、一维棱和顶点组成。研究人员为棱设定了随机长度,并以普朗克长度作为下限。为进行计算,科学家们构建了三种各含10万个元素的构型:带边界的四维球、无边界闭合球面,以及互不相连的零散碎片集合。算法总共完成了超过200亿次计算评估。

结果表明,当碎片的棱被设定为以实数表示的空间距离时,几何块在约85%的情况下会自发聚集成具有三个空间维度和一个时间维度的空间。约6%的尝试产生了没有时间的静态欧几里得宇宙,8%则产生了具有两个空间轴和两个时间轴的世界。作者强调,宇宙的形状并未影响结果:空间与时间的分离是一种局部的几何属性。

据ScienceAlert报道,塞尔维亚科学家的模拟显示,时空的基本元素在85%的数学模拟中会自组织成我们熟悉的四维宇宙。