你能相信我們手指之間就存在許多個宇宙嗎?

2020-09-21 GET資訊

你相信你的手指之間存在宇宙嗎?這個問題看似荒唐,不過答案卻可能超乎你的想像。也許在你的手指之間,就存在著許多直徑不超過1毫米大小的宇宙!這些宇宙不是我們理解的傳統意義上的宇宙,這些宇宙無法被我們的雙眼看到,但是我們能夠清晰感覺到它們的存在。

那我們到底是怎麼知道它們的存在呢?答案是:萬有引力。美國加州大學伯克利分校的阿卡尼•海門德和他的同事一起建立了這個理論,用來解釋為什麼粒子物理學的經典模型能夠統一幾乎所有的力,唯獨除了萬有引力。

萬有引力是否真的如表現出的那樣微弱,還是它和其他力一樣強大呢?是否萬有引力與電磁力和核力不同,它並非我們所在的這個世界的產物?如果萬有引力是其它更高維世界中的東西,我們就只能感受到這個力的一部分影響,萬有引力比其他力微弱也就可以理解了。


利用數學人們可以很輕鬆地描述多維空間,不過我們人類的大腦卻無法想像超過三維的世界,因為我們的眼睛每時每刻輸入的圖像信號使我們的腦子「僵化」了。不過,想像低維空間倒是輕鬆的,比如一根直線構成的一維世界。

我們知道,在三維空間的世界裡,萬有引力遵循平方反比律:兩個物體之間的距離減半,它們之間的引力就增加到原來的4倍;距離減少到原來的1/3,引力就增加到原來的9倍。然而,在理論上的一個四維空間中,萬有引力將遵循立方反比律,每增加一個維度,遵循反比律的力也增加。

因此,在高維世界中,萬有引力可能是很強大的,而且完全可以和電磁力、核力統一起來。只是當它「洩露」了一部分給我們的低維宇宙時,力量變弱了。


那些產生了影響我們的引力的高維宇宙在哪裡呢?它們遠在天邊嗎?從理論上講,十分有趣,它們就在我們的身邊,甚至就在我們的指尖上!

如果人們想通過高能粒子對撞機研究萬有引力的性質,可能會製造出比我們的世界多兩個維度的空間,這樣的高維空間會很小,比1毫米直徑還要小許多,只有在這樣的條件下,萬有引力的效果才容易被觀測到。最近,已經有相關的實驗來測量短距離尺度的萬有引力常數。雖然數值並沒有顯著的增加,但是新測量的萬有引力常數確實和我們過去使用的數值有出入。如果實驗能夠研究的空間尺度更小,也許將證明阿卡尼•海門德的新理論。這其實也說明,「洩露」出引力的高維宇宙如果存在,尺度是非常微小的。

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