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Pourquoi l’univers possède-t-il trois grandes dimensions spatiales ?

Au premier abord, cette question peut sembler décorative, presque philosophique au sens vague du terme. Nous avons l’habitude de considérer l’espace comme l’arrière-plan donné, la pièce silencieuse dans laquelle la physique se déroule. Mais la dimensionalité n’est pas un décor neutre. Elle modifie la manière dont les influences se propagent, la façon dont les forces s’affaiblissent, et les types de structures capables de rester intactes dans le temps.

Ainsi, la vraie question est plus précise qu’elle n’en a l’air :

Quelque chose de familier survivrait-il si l’espace avait moins de dimensions, ou davantage ?

Pas seulement la géométrie abstraite. Pas seulement la possibilité d’écrire des équations. Y aurait-il encore des orbites durables ? Y aurait-il encore des atomes ? Y aurait-il encore ce type de complexité persistante et stratifiée qui donne naissance aux étoiles, à la chimie, aux planètes et à des environnements stables ?

La possibilité frappante est que l’espace tridimensionnel ne soit pas une scène arbitraire. Il pourrait être l’une des conditions qui rendent un monde durable possible.

L’espace modifie la loi, pas seulement l’image

Une première manière de le voir consiste à remarquer que les forces n’existent pas simplement dans l’espace. Elles s’y propagent.

Imaginez une source diffusant une influence dans toutes les directions de manière égale. Dans l’espace tridimensionnel ordinaire, cette influence se répartit sur la surface d’une sphère, dont l’aire croît comme \( r^2 \). Comme la même influence totale se répartit sur une surface de plus en plus grande, son intensité décroît comme