Et to-tidsunivers? Fysiker udforsker, hvordan anden dimension af tid kunne forene fysiklovene

En førende fysiker har foreslået en radikal ny teori, der antyder, at vores univers kan være en del af et todimensionelt tidskontinuum, som potentielt kunne forene fysikkens love og forklare nogle af de mest forvirrende mysterier i kosmos.

I et papir offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Letters , Perimeter Institute for Teoretisk Fysik-forsker Neil Turok skitserer en ramme kendt som "tidsafhængig kvantemekanik", som postulerer eksistensen af ​​en anden, skjult tidsdimension.

Denne anden tidsdimension, hævder Turok, kunne give en konsekvent matematisk ramme til at forene de tilsyneladende uforenelige teorier om kvantemekanik og generel relativitet, to af de mest grundlæggende søjler i moderne fysik.

Kvantemekanik og generel relativitet:Et sammenstød mellem paradigmer

Kernen i spændingen mellem kvantemekanik og generel relativitetsteori ligger spørgsmålet om, hvordan man forener de love, der styrer opførsel af små partikler (kvanteriget) med dem, der beskriver opførsel af massive objekter og deres gravitationsinteraktioner (relativistisk område).

Kvantemekanik, udviklet i begyndelsen af ​​det 20. århundrede, beskriver verden på atom- og subatomare niveau, hvor partikler kan udvise både bølgelignende og partikellignende adfærd, og deres interaktioner er styret af sandsynligheder.

Generel relativitetsteori, på den anden side, formuleret af Albert Einstein i begyndelsen af ​​det 20. århundrede, beskriver tyngdekraften som en krumning af rum-tid forårsaget af tilstedeværelsen af ​​masse og energi. Det har været usædvanligt vellykket med at forklare universets struktur og dynamik i stor skala.

På trods af deres bemærkelsesværdige succes på deres respektive områder, har disse to teorier vist sig stædigt modstandsdygtige over for forening. Kvantemekanik og generel relativitetsteori opererer med forskellige matematiske rammer og virker grundlæggende uforenelige.

Tidsafhængig kvantemekanik:et nyt perspektiv

Turoks foreslåede teori, tidsafhængig kvantemekanik, udfordrer den traditionelle forestilling om, at tiden er en endimensionel enhed, der skrider fremad ensartet. I stedet foreslår han, at tiden faktisk er todimensionel, med en dimension, som vi oplever direkte, og en anden, der forbliver skjult.

I denne ramme kunne den anden dimension af tid danne en naturlig bro mellem kvantemekanik og generel relativitet. Det kunne tilbyde en konsistent matematisk beskrivelse, der inkorporerer både den probabilistiske natur af kvanteinteraktioner og den deterministiske dynamik af gravitationskræfter.

"Ideen er, at hvis vi ser på kvantemekanikkens ligninger og den generelle relativitetsteori, så indeholder de begge matematiske strukturer, der antyder eksistensen af ​​en skjult tidsdimension," forklarede Turok i en pressemeddelelse fra Perimeter Institute.

Ved at introducere denne anden dimension af tid, sigter Turok mod at overvinde nogle af de konceptuelle udfordringer, der har hindret foreningen af ​​kvantemekanik og generel relativitet, såsom problemet med bølge-partikel dualitet og karakteren af ​​gravitationelle singulariteter (sorte huller).

Forening af fysikkens love

Hvis Turoks teori viser sig at være gyldig, kan det have dybtgående implikationer for vores forståelse af universet. Det kunne give en samlet ramme til at beskrive alle fysiske fænomener, fra subatomære partiklers opførsel til galaksernes dynamik og udvidelsen af ​​kosmos.

Teorien har også potentiale til at kaste lys over nogle af de mest forvirrende observationer inden for astrofysik, såsom den accelererende udvidelse af universet, naturen af ​​mørkt stof og oprindelsen af ​​kosmisk mikrobølgebaggrundsstråling.

Turok erkender dog, at eksperimentel verifikation af tidens anden dimension vil være ekstremt udfordrende. Det kan kræve udvikling af nye teknologier og eksperimentelle opstillinger, der kan undersøge den skjulte tidsmæssige dimension.

På trods af disse udfordringer repræsenterer forslaget om et todimensionelt tidskontinuum et dristig forsøg på at forene fysikkens love og optrevle nogle af de dybeste mysterier i vores univers. Det fremhæver den igangværende søgen efter en omfattende teori, der kan omfatte alle aspekter af den fysiske virkelighed, fra de mindste skalaer til kosmos vidder.