Upsz! Úgy tűnik háromdimenziós az idő is

Egy merőben szokatlan elmélettel állt elő a University of Alaska Fairbanks kutatója, Gunther Kletetschka, aki szerint a világmindenség alapvető „szövete” nem a klasszikus értelemben vett téridő, hanem a háromdimenziós idő. A frissen publikált tanulmány azt állítja, hogy a tér csupán a három idődimenzió másodlagos megnyilvánulása, akárcsak a festék a vásznon.

„Ez a három idődimenzió alkotja a létezés alapját, olyan, mint a festmény vászna. A tér is létezik a maga három dimenziójával, de csak mint a festék a vásznon” — magyarázza Kletetschka, aki a Geofizikai Intézet kutatóprofesszora. A gondolat gyökeresen eltér a jelenleg elfogadott fizikai modelltől, amely egy idődimenziót és három térdimenziót tekint valóságnak. A jól ismert téridő fogalmát több mint egy évszázada vezették be, de ez az új elmélet most mindezt a feje tetejére állítja.

Milyen a háromdimenziós idő?

A háromdimenziós idő egy olyan elképzelés, amelyben az idő, a térhez hasonlóan, több független irányt vesz fel — nagyjából úgy, mint a térben az X, Y és Z tengelyek. Ha a megszokott idővonalon haladunk előre, az a mi dimenziónk. De ha elképzelünk egy vele merőleges másik irányt, amelyben ugyanabban a „mostban” maradva más lehetőségek léteznek, akkor ez lenne a második idődimenzió.

Továbbgondolva pedig létezhet egy harmadik idődimenzió is, amely lehetővé teszi az átjárást a különféle kimenetelek között, anélkül hogy visszafelé vagy előre haladnánk a klasszikus értelemben vett időben. Ez a modell lehetőséget ad arra, hogy egy adott esemény többféle kimenetelét is vizsgáljuk, mégpedig ugyanazon időpillanat más „irányait” követve. A háromdimenziós idő fogalma korábban is felvetődött már elméleti fizikusok körében, például Itzhak Bars, a University of Southern California kutatója szerint ezek a dimenziók rendkívüli energiaállapotokban, például a világegyetem keletkezésekor vagy részecskeütközések során válhatnak „láthatóvá”.

Fizikai rejtélyek kulcsa lehet

Kletetschka új elmélete nem csupán elméleti játék: a kutató egy hatdimenziós matematikai modellben ötvözi a három idő- és három térdimenziót, amely képes a már ismert részecsketömegek és más fizikai tulajdonságok pontos leírására. A tanulmány szerint ezzel a korábbi háromdimenziós időmodellek legnagyobb problémája is áthidalható: hogy több idődimenzióban elmosódhat az ok-okozati összefüggés.

A professzor hangsúlyozza, hogy modellje garantálja az oksági viszonyokat, vagyis az okok továbbra is megelőzik a következményeket, csak egy összetettebb matematikai térben. „A korábbi modellek főként elméleti konstrukciók voltak, konkrét kísérleti kapcsolódás nélkül” — fogalmazott Kletetschka. „Az én munkám lehetőséget teremt arra, hogy ezt a koncepciót fizikailag tesztelhető elméletté formáljuk, több független ellenőrzési csatornán keresztül.”

Út a nagy egyesítő elmélethez?

A háromdimenziós idő iránti érdeklődés nem véletlen, hiszen a modern fizika egyik legnagyobb kihívása a kvantummechanika és a gravitáció egyesítése. A részecskefizika standard modellje egyesíti az elektromágnesességet, a gyenge és az erős kölcsönhatást, ám a gravitációt Albert Einstein általános relativitáselmélete írja le — a kettő pedig jelenleg matematikailag összeegyeztethetetlen.

A fizikusok már régóta keresik a „nagy egyesített elméletet”, amely egyetlen rendszerbe foglalja a négy alapvető kölcsönhatást. Kletetschka szerint háromdimenziós időelmélete segíthet ebben: matematikai modellje ugyanis nemcsak pontosan reprodukálja az ismert részecskék, például az elektron, a müon és a kvarkok tömegét, de arra is magyarázatot ad, hogy miért pont ezek a tömegértékek léteznek.

„A nagy egyesítéshez lehet, hogy előbb újra kell gondolnunk a fizikai valóság alapvető természetét. Ez az elmélet megmutatja, hogyan oldhatók meg régóta fennálló fizikai rejtélyek, ha az időt háromdimenziósnak tekintjük” — mondja Kletetschka.

Már Einstein is sejtette?

Bár Kletetschka elmélete úttörő a maga nemében, érdemes megjegyezni, hogy Einstein is felvetette, hogy az idő lehet összetettebb, mint amit közvetlenül érzékelünk. Egy kevésbé ismert 1921-es előadásában arról beszélt, hogy a világegyetem struktúrája akkor válik teljesen érthetővé, ha egyszer sikerül egy egységes mezőelméletet megalkotni, amelyben a tér és idő egymástól függetlenül és más dimenziókban is létezhet. Bár Einstein sosem jutott el a több idődimenzió ötletéig, de Kletetschka elmélete egy lépéssel közelebb vihet ahhoz a végső egyenlethez, amelyet a fizikusóriás élete végéig keresett.

A tanulmány a Reports in Advances of Physical Science áprilisi számában jelent meg.