Геометрия скрытых измерений как источник массы и фундаментальных сил

Передовые теоретические изыскания предполагают, что геометрия самого пространства может служить первопричиной возникновения фундаментальных сил и элементарных частиц, что выходит за рамки традиционного представления о пространстве как о пассивном фоне. В статье, опубликованной 15 декабря 2025 года в журнале Nuclear Physics B, Ричард Пинкак и его научный коллектив представили результаты исследования, в котором свойства материи и сил выводятся непосредственно из динамики невидимых, дополнительных измерений.

Эта работа продолжает геометрическое наследие Альберта Эйнштейна, заложенное в его описании гравитации, и одновременно бросает вызов современным представлениям о механизмах возникновения массы у элементарных частиц. Команда Пинкака выдвигает гипотезу, согласно которой массы переносчиков слабого взаимодействия, W- и Z-бозонов, могут быть следствием сложнейших форм, а именно G₂-многообразий, существующих в семимерном пространстве. В Стандартной модели масса частиц объясняется взаимодействием с полем Хиггса, однако данная теория предлагает геометрическую альтернативу, где материя возникает из сопротивления самой геометрии. W- и Z-бозоны, открытые в ЦЕРНе в 1983 году, имеют массы 80,385±0,015 ГэВ/c² и 91,1876±0,0021 ГэВ/c² соответственно, и их масса является ключевым моментом для понимания электрослабого взаимодействия.

Центральным элементом этой геометрической конструкции является понятие торсии, которое описывается как внутреннее скручивание в этих дополнительных пространственных структурах, имеющее аналогию с винтовой структурой ДНК. Когда эти скрученные формы подвергаются эволюции посредством математического процесса, известного как G₂-поток Риччи, они способны формировать устойчивые конфигурации, именуемые солитонами. Исследователи полагают, что эти солитоны могут служить чисто геометрическим объяснением явления спонтанного нарушения симметрии, которое лежит в основе разделения электромагнитных и слабых сил.

Теория также устанавливает связь между этой геометрической торсией и искривлением пространства-времени в космологических масштабах, предлагая новый взгляд на причину ускоренного расширения Вселенной через положительную космологическую постоянную. Это открывает потенциально новый вектор для объяснения темной энергии, одной из величайших загадок современной астрофизики. В рамках этой парадигмы частицы могут возникать как области с высокой плотностью поля или энергии в пространстве-времени, подобно ранним попыткам Эйнштейна создать единую теорию поля. Ученые высказывают предположения о существовании гипотетической частицы, связанной с торсией, которую они назвали «Торстон», которая может быть обнаружена в будущих экспериментах по зондированию тонких эффектов искривления пространства-времени.

Общая цель данного исследования — унифицировать гравитацию со всеми тремя другими фундаментальными силами (сильным, слабым и электромагнитным взаимодействиями) в рамках единой геометрической системы. Подобные попытки унификации, например, теория струн, оперирующая 10 или 26 измерениями, также сталкивались с необходимостью объяснения компактификации дополнительных измерений. Однако подход Пинкака фокусируется на динамике G₂-многообразий в семимерном пространстве, что является отличительной чертой его модели.