Мы живем в семи измерениях. Новая теория объясняет происхождение материи

Исследователи всё чаще возвращаются к идее, что сама структура пространства может быть первоисточником физических законов. Геометрия, по которой устроено пространство-время, возможно, определяет не только гравитацию, но и остальные силы природы.

В новой работе ученые предложили рассматривать фундаментальные взаимодействия и свойства элементарных частиц как следствие геометрии скрытых дополнительных измерений. Авторы предполагают, что наша Вселенная может содержать невидимые области, свернутые в сложные семиразмерные фигуры — так называемые многообразия G₂. Обычно их рассматривают как неизменные, однако в этой модели они динамичны и со временем развиваются по закону G₂–потока Риччи, при котором внутренняя геометрия плавно эволюционирует.

Как отмечают специалисты, такие многомерные структуры могут обладать кручением — внутренним «скручиванием» формы, подобным тому, как спираль ДНК или хиральность аминокислот определяют их направление. При временной эволюции это кручение может стабилизироваться в особых устойчивых состояниях — солитонах. Исследователи видят в этом возможный геометрический механизм самопроизвольного нарушения симметрии, лежащего в основе возникновения масс частиц.

В стандартной модели роль источника массы играет поле Хиггса, которое наделяет W- и Z-бозоны весом. Авторы работы предлагают иную интерпретацию: масса может появляться не из внешнего поля, а из сопротивления самой геометрии многомерного пространства. В их представлении материя — это результат упругости и кручения семиразмерной формы, а не проявление дополнительного скалярного поля.

Авторы также связывают торсион — внутреннее вращение геометрии — с кривизной пространства-времени, что может объяснить положительную космологическую постоянную, ответственную за ускоренное расширение Вселенной. Более того, они предполагают существование новой частицы — «торстона», которая могла бы быть обнаружена при будущих экспериментах на коллайдерах.

Главная идея исследования — расширить замысел Эйнштейна: если гравитация есть геометрия, то, возможно, и все остальные взаимодействия имеют то же происхождение. По словам ученых, природа часто выбирает простейшие решения, и, вероятно, массы элементарных частиц возникают не из знаменитого поля Хиггса, а из самой геометрии семиразмерного пространства.