宇宙的終極候選理論知之超弦理論

2020-12-18 星弦科學

超弦理論是怎麼來的,首先說說目前宇宙中存在四種基本力,及電磁力,強相互作用力,弱相互作用力和引力。電磁相互作用產生的力是通過交換虛光子產生的電荷之間的電磁力,由此誕生了量子電動力學。強相互作用是通過交換膠子產生的夸克相互作的色力,因為人們把夸克相互組合比喻成三原色,由此誕生了量子色動力學。弱相互作用力是主導核裂變和衰變的力,交換的是中間波色子W+,W—,Z0三種波色子,由此誕生了的量子色動力學。唯獨引力子沒有找到或者說它究竟是不是一種力?未被證實。因此,人們迫切尋找萬有理論。

弦理論就是一個數學和邏輯都比較符合的一個理論,這種理論認為物質的基本單元不是粒子而是很小很小的線狀的「弦」包括有端點的「開口弦」和圈狀的「閉合弦」。閒的尺度非常小,也就是普朗克尺度1.6乘以十的負35次方米。如此小的尺度,我們人類目前觀測不到,因此還沒有辦法驗證這個理論。

最早弦理論認為宇宙中有26個維度,但是這個說法連太陽基本模型都解釋不了。通過提出者的努力引入了超對稱和自發對稱性破缺,把此模型中宇宙從26個維度降成11個維度,從此所有問題迎刃而解。因為這個維度下的超弦理論可以統一宇宙中的四種基本作用力以及愛因斯坦的廣義相對論和量子力學相當於把宏觀和微觀的所有規則統一了起來。我的名字裡面有「星弦」二字,因為我十分希望萬物星辰能和宇宙琴弦是一體的,我們的宇宙是美妙的、浪漫的。

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    然而,令人頭疼的是,弦理論有五個獨立的候選者,每一個看起來都與其他截然不同,哪一個可能是對的呢? 五種不同的弦理論 這五種不同的弦理論有幾個共同點:首先,它們都涉及到字符串;它們還要求宇宙總共有10個維度(通常的3個空間維度,加一個是時間維度)還有6個更微型維度,這些維度很小,在亞微觀尺度上蜷縮在自己身上。
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    引力非常微弱,不可能使電子和質子結合的如此緊密.......除非能將引力與其他三種力統一起來,否則就不會存在『萬物理論』,或者大統一理論這類的現代科學的聖杯。將引力包括到TOE中的困難,可以通過考察四種基本力如何從一種統一的相互作用中『分裂』出來而得到了解,物理學家認為這種『分裂』應發生在宇宙由大爆炸中剛產生之時。
  • 神秘而高深莫測的「弦理論」,它是如何降臨在那不屬於它的時代?
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  • 平行宇宙,多維度空間,怎麼用「弦理論」去解釋呢?
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    據「phys.org」網站12月28日報導,在日本東京大學卡弗裡宇宙物理和數學研究所中(Kavli IPMU),一個由粒子物理學家、宇宙學家和天文學家組成的國際研究團隊在尋找「原始黑洞」(primordial black hole,簡稱PBH)時取得了理論及觀測等多方面進展。相關研究論文刊發在《物理評論快報》雜誌中。PBH在恆星和星系形成之前就已誕生於宇宙。
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