[ Smellið til að sjá stærri mynd ]
TÍMINN og rúmið eru stöðug viðfangsefni nútíma vísinda og heimspeki. Af hverju lifum við í fjórum víddum, þ.e. þremur rúmvíddum og einni tímavídd?

TÍMINN og rúmið eru stöðug viðfangsefni nútíma vísinda og heimspeki. Af hverju lifum við í fjórum víddum, þ.e. þremur rúmvíddum og einni tímavídd? Er hugsanlegt að hér sé einungis um hagrænt fyrirbæri að ræða, að það einfaldlega henti okkur (og ef til vill öðrum lífverum) vel að lýsa hlutum eða staðsetja þá innan þrívíddar rúms? Síðan bætum við fjórðu víddinni við til þess að setja fyrirbærin í tímaröð, sem leyfir okkur að greina á milli orsakar og afleiðingar. Ef svo er þá ákvarðast fjöldi víddanna einungis af því hvaða hugtök við höfum þróað til að lýsa því sem við köllum veruleika. Tíminn sem slíkur mundi samkvæmt þessu einfaldlega vera gerfihugtak, sem við höfum innleitt til að þvinga orsakatengslum á þau fyrirbæri og ferla sem við athugum í lífinu. Eðlisfræðingar hafa hinsvegar allt aðra afstöðu til tímans og rúmsins og hugsanlegt er að einhverntíma verði hægt að gefa fræðilega skýringu á því af hverju við lifum í fjórvíddarrúmi og -tíma.

Til að skýra fyrstu augnablikin í sögu alheimsins hafa eðlisfræðingar þróað hugmyndir sem gera ráð fyrir því að á fyrstu sekúndubrotunum eftir stórahvell hafi alheimurinn verið 6, 10, 11, eða jafnvel 26 vídda. Fljótlega hafi þó allar víddir umfram fjórar rúllast upp og geymi nú innan örsmás radíusar fjölda einda sem eru of þungar til þess að finnast með tilraunum sem hægt er að framkvæma í dag. Eftir þessa upprúllun hafi fjórar víddir verið eftir og það eru þær sem spanna þann heim sem við þekkjum í dag.

En af hverju eru víddirnar sem eftir voru eftir upprúllunina fjórar, en ekki tvær eða fimm? Nokkrir eðlisfræðingar hafa leitt rök að því að heimur sem hefði fleiri eða færri víddir en fjórar mundi vera gjörólíkur þeim heimi sem við þekkjum í dag og mundi því ekki hafa leitt til tilkomu okkar eða annarra dýra. Slíkur heimur mundi annað hvort vera of einfaldur til að gera mögulega þróun flókinna kerfa, eins og lífsins, eða einfaldlega of óreglulegur og sundurlaus.

Eðlisfræðingar hafa þróað líkön sem sýna að enginn aðdráttarkraftur mundi vera til ef heimurinn hefði minna en þrjár víddir. Slíkt hefði undarlegar og enn ókunnar afleiðingar fyrir myndun og þróun lífsins á jörðinni. Fleiri en þrjár víddir mundu líka leiða til undarlegra niðurstaðna. Öll hreyfing mundi verða mjög óregluleg þannig að einungis örlítil breyting á stöðu eða hraða efnislegra hluta mundi hafa mjög afdrifaríkar afleiðingar í för með sér fyrir alla framtíðarhreyfingu þeirra. Slík kerfi mundu vera óreiðin eða kaótísk. Í slíkum heimi mundu reikistjörnur t.d. ekki geta hreyfst eftir stöðugum ferlum umhverfis sólir. Sólkerfi og vetrarbrautir hefðu líklega ekki orðið til í slíkum heimi. En það sem er enn alvarlegra, atóm og atómkjarnar hefðu heldur ekki orðið til. Slíkur heimur hefði sannarlega orðið öðruvísi en sá heimur sem við þekkjum í dag.

Þessar niðurstöður benda því eindregið til þess að sá heimur sem við þekkjum nú hefði einungis getað orðið til innan ramma fjórvíddar tíma og rúms. Enn sem komið er segja þessar niðurstöður okkur ekki af hverju víddir alheimsins eru fjórar, heldur einungis að ef þær hefðu ekki orðið fjórar þá er ólíklegt að við hefðum í dag möguleika til að tala um nokkurn heim hvað þá víddir hans. Hér er á margan hátt enn um mjög óvissar og ósannanlegar hugmyndir að ræða en þær gefa nokkuð góða mynd af þeim vandamálum sem fræðilegir eðlisfræðingar standa frammi fyrir í dag og þeim hugmyndaheimi sem þeir hafa þróað til að takast á við þessi vandamál.

eftir Sverri Ólafsson