Может ли жизнь существовать в двумерной Вселенной?

Мы живем во Вселенной с тремя измерениями (плюс время, если не считать теории струн и прочие микроизмерения), и есть причины подозревать, почему мы оказались в трехмерном мире.

Ученые и математики полагают, что вселенные с более чем тремя измерениями были бы непредсказуемыми и нестабильными "мертвыми мирами", лишенными всякой жизни и наблюдателей. Задача трех тел уже непредсказуема в трехмерном мире, но даже задача двух тел — описание и предсказание орбиты двух тел — становится слишком хаотичной в высших измерениях, так что стабильные орбиты становятся невозможны.

Исследователь Макс Тегмарк пишет в свей работе на тему измерений:

Это означает, что такой мир не может содержать никаких объектов, которые стабильны во времени, и, таким образом, вероятно, не может содержать стабильных наблюдателей.

В пространстве с более чем тремя измерениями не может быть традиционных атомов и, возможно, никаких стабильных структур.

Поэтому нас не должно удивлять, что мы находимся в трехмерной Вселенной — другими словами, как бы это странно ни звучало, но жизнь возможно только во Вселенных, где это возможно. По крайней мере, в нашем представлении жизни.

Есть предположения, что жизнь не может возникать и в двумерной Вселенной из-за недостаточной сложности. Основной аргумент, который делает такие вселенные нежизнеспособными, заключается в том, что двумерные вселенные не допускают гравитации, что делает невозможной сложную "смесь" факторов, необходимую для жизни.

Но это может быть не так, согласно физику Джеймсу Скаргиллу. В статье 2020 года Скаргилл показал, что скалярные гравитационные поля могут существовать в двух измерениях.

Я представил чисто скалярную теорию гравитации, которая допускает устойчивые орбиты вокруг точечных источников и имеет не очевидно фатальную (хотя и необычную) космологию — ее потенциально можно было бы улучшить, сделав всю метрику динамичной. Можно также представить себе сценарий мира на бране, в котором безмассовый гравитон не локализован на бране, что позволяет двумерной жизни наслаждаться полностью четырехмерной гравитацией.

Гравитация и устойчивые орбиты — не единственные требования для жизни или, что более важно (при использовании антропного принципа для объяснения того, почему мы находимся в трехмерной Вселенной) для существования наблюдателей. Например, у животного не может быть пищеварительного тракта (по крайней мере, такого, к какому мы привыкли), так как он разделил бы организм на две части.

Скаргилл продолжил изучать, будет ли двумерная вселенная (опять же, плюс время) достаточно сложной, чтобы допускать сложную жизнь. В статье он рассмотрел биологические сети и создал планарные графы, которые демонстрируют многие свойства, которые, как предполагается, важны для сложных мозгов.

Это, как он пишет, наводит на мысль, что сложные мозги могут существовать в двух измерениях, хотя для сравнения планарных графов с реальными нейронными сетями потребуется больше работы.

Проще говоря, сейчас с полной уверенностью ответить на вопрос невозможно. Кроме того, не стоит забывать, что в условиях миров с альтернативным количеством измерений, возможны иные правила для жизни и развития интеллекта. К сожалению, проверить на практике различные теории сложно. Хотя мы можем создать симуляции, все они ограничены нашим пониманием вселенной с тремя измерениями плюс временм.