Liv är möjligt endast i ett universum med tre rumsdimensioner

Världen som vi ser omkring oss har tre dimensioner: längd, bredd och höjd.
Men inom matematiken och senare inom fysiken har man sedan länge arbetat med världar som har haft betydligt fler dimensioner, ibland oändligt många.
Och även med färre antal dimensioner.

Krafter förmedlade av partiklar utan vilomassa

Två av de viktigaste krafterna i naturen, elektromagnetismen och gravitationen (tyngdkraften) avtar i vår värld med kvadraten på avståndet. Ett intressant förhållande är att i vår tredimensionella värld varierar också förhållandet mellan yta och radie hos ett klot som kvadraten på avståndet från centrum.
Det är ingen slump. Elektromagnetismen förmedlas av ljuspartiklar (fotoner) och man tror att tyngdkraften också förmedlas av partiklar, gravitoner. Man har inte lyckats påvisa sådana, men mycket talar för att de existerar.

Anledningen till att elektriska fält avtar kvadratiskt med avståndet är att fotonerna "späds ut" när de rör sig allt längre ut i alla riktningar från en källa ( = laddad partikel ). Eftersom arean hos ett klot ökar kvadratiskt, måste antalet fotoner per ytenhet minska kvadratiskt.
På motsvarande sätt späds gravitonerna ut när de avlägsnar sig från ett mass-centrum. Skulle fotonerna inte finnas, är det istället gravitationsvågor som späds ut på det här sättet, och resultatet blir detsamma.

Två eller färre rumsdimensioner

Vore universum tvådimensionellt skulle gravitation och elektromagnetism istället avta proportionellt mot avståndet. Den tvådimensionella motsvarigheten till ett klot är en cirkel, och för den gäller att omkretsen är proportionell mot radien ( två Pi ).

I vårt tredimensionella universum kan en rymdfarkost slita sig lös från jorden, liksom en elektron kan slita sig lös från en atomkärna så att en jon bildas. Det skulle vara omöjligt i ett tvådimensionell universum. Där skulle all materia samlas till en enda himlakropp som i sin tur utgjordes av en enda molekyl. Kemiska bindningar skulle inte vara riktade, eftersom varje atom skulle vara direkt bunden till alla andra atomer i unversum. Därför skulle atomerna byta plats helt obehindrat i denna stora molekyl. Och alla element skulle ha samma kemiska egenskaper.

Liv skulle ha varit omöjligt eftersom materien kan bära information endast om det finns möjlighet att bilda strukturer (molekyler etc) som kan behålla sina egenskaper under en tidsperiod som är större än en typisk period för den slumpmässiga värmerörelsen.

Inte heller skulle de supertäta tillstånd som vi hade i universums start ha varit möjliga. Istället skulle universum ha behövt ha en stor volym redan från början.

Fyra eller fler rumsdimensioner

Det är lätt att föreställa sig ett tvådimensionellt klot, dvs en cirkel. Betydligt svårare har vår fantasi när det gäller klot som har fyra eller fler dimensioner. "Ytan" på ett fyrdimensionellt klot är ett tredimensionellt rum, men ett rum som är krökt. I ett sådant rum är vinkelsumman i en triangel större än 180 grader. Och Pythagoras' sats om sidornas längder i rätvinkliga tringlar gäller inte heller.

Genom resonemang liknande det som gäller för två- och tredimensionella rum, kan man visa att i ett universum med fyra rumsdimensioner skulle gravitation och elektromagnetisk kraft avta med kuben på avståndet. Det skulle föra med sig flera konsekvenser som vore katastrofala för möjligheterna att hysa liv.

Vidare skulle den kemiska bindningen bli så svag att molekylerna inte skulle kunna hållas samman. Det här gäller under förutsättning att naturkonstanterna har oförändrade värden. Om det finns andra värden, som skulle ge stabila molekyler har jag ännu inte undersökt. Om en sådan uppsättning finns, så skulle man kunna få en mycket större variation än vi har här. Valenselektronskalet i en atom skulle kunna innehålla 14 elektroner istället för 8. Därmed skulle man kunna få kemiska bindningar i upp till sju riktningar istället för fyra.

Så långt vore allt väl. Men stabila planetbanor kan inte existera i ett sådant universum. Jorden skulle aningen ramla in i solen eller kastas ut i den interstellära rymden. I ingetdera fallet skulle liv vara möjligt.