ówiąc o czasoprzestrzeni mamy zwykle na myśli trzy wymiary przestrzenne oraz jeden czasowy. Jednakże jest to tylko jedna z wielu wielowymiarowych teorii próbujących opisać rzeczywistość. Przykładowo teoria strun przewiduje istnienie sześciu, a w niektórych jej wersjach nawet dwudziestu wymiarów. Nie jesteśmy sobie w stanie ich wyobrazić, wynikają one jednak z matematycznych równań opisujących teorię.

Idea dodatkowych wymiarów wydaje nam się niezwykle trudna do pojęcia. Jakby tego było mało najnowsze badania sugerują, że ilość wymiarów czasoprzestrzeni zmienia się wraz ze skalą w jakiej ją badamy. Innymi słowy posiada charakter geometrii fraktalnej.

Dario Benedetti, fizyk z Perimeter Institute for Theoretical Physics in Waterloo w Ontario (prowincja Kanady) bada dwie możliwe wersje takiej czasoprzestrznii. "W teorii kwantowej grawitacji nie jest nową ideą, że w skali subatomowej czasoprzestrzeń wydaje się mieć naturę fraktalną", mówi Benedetti. "W mojej pracy sugeruję, że grupy kwantowe są najbardziej odpowiednimi kandydatami opisującymi kwantową czasoprzestrzeń. Ponadto, przeprowadzając analizę spektralną dowiodłem po raz pierwszy istnienia połączenia pomiędzy kwantowymi grupami o geometrii nieprzemiennej , a grawitacją kwantową."

Benedetii bierze pod uwagę dwa rodzaje czasoprzestrzenii z kwantową grupą symetrii: kwantową sferę oraz czasoprzestrzeń Minkowskiego . Po obliczeniach stwierdzono iż oba przypadki posiadają cechy fraktalne, przy czym znane nam wymiary pojawiają się w dużych, "tworzących" nasz makroświat skalach.

"Wiemy, że pewne przestrzenie pozostają niezmienne podczas działań niektórych klasycznych grup; na przykład, przestrzeń euklidesowa pozostaje niezmienna podczas wykonywania działań obrotu i transponowania. Grupa kwantowa jest zniekształceniem grupy klasycznej, które jest powodem nieprzemienności przeprowadzanych na niej operacji." Badając kwantową sferę, Benedetii odkrył, że w dużych skalach staje się ona bardzo podobna do standardowej sfery; jednakże, w skalach coraz mniejszych, wymiary sfery odchylają się i zmniejszają swoją liczbę (która wcale nie musi być w tym przypadku całkowita). Wyniki badań mogą przyczynić się do lepszego zrozumienia własności przestrzeni w skali Plancka oraz teorii kwantowej grawitacji.

Grafika: fractal.art.pl
Źródło: physorg.com