空間維數正在膨脹,我們是否生活在11維時空?

2020-11-22 網易新聞

2020-11-21 20:19:03 來源: 菜菜葉

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  宇宙是由空間、時間、物質和能量所構成的統一體。是一切空間和時間的總合。

  據科學家介紹,作為平行宇宙的第四類,建立在M理論基礎之上的宇宙完全與我們處於的宇宙不同,其物理性質和量子態都不一樣,甚至我們無法用直觀的圖像來表述這樣的宇宙。

  

  
宇宙學告訴我們,我們肉眼看到的三個空間維數正在膨脹,由此可以推測它們曾經是很小和高度彎曲的。一個自然的可能性是;

  

  也許存在與我們觀測到的三個空間維數垂直的其它空間維數,這些額外空間維數曾經是但現在仍然是很小和高度彎曲的。

  如果這些維數的尺度是夠小,以我們現有的觀測手段仍不是以直接推測到,但是這些維數仍將以許多間接的效應表現出來。

  特別地,這是一個強有力的統一觀念:在低維中觀測到的不同粒子也可能是同一種粒子,在額外維數空間中,它們都是同一粒子不同方向的運動的表現。

  

  實際上,額外維數還是弦理論不可分割的一部分:弦理論的數學方程要求空間是9維的,再加上時間維度總共是10維時空。

  更進一步的研究表明,由M理論給出的更完全的認識揭示了弦理論的第10維空間方向,因此理論的最大維數是11維。

  最近的一些發展還提出了我們也許生活在低維的膜上面,但是引力仍然是10維的,為了得到現實的3維引力,可以通過引入「影子膜」或者Randall-Sundrum機制。

  Randall-Sundrum機制是一種束縛引力的新方法,這時,額外維度可以不是很小很小的。

  

  通過觀測小距離情況下引力對平方反比定律的偏離,或者是在粒子加速上或者是通過超新星爆發中產生的粒子散射進入額外維度因而看起來象消失一樣等等奇怪的現象,也許我們現在就有能力探測到這些額外維度。

  弦理論不僅大大地拓展了人們的思維空間,將大大地拓展人們的活動空間。

  

  

  高維度時空和高維度空間是不同的

  舉例來說,在三維空間中只有一個時間維度,但它是一個偽維度,即它的單位和其他三個維度不同。

  四維空間的第四維仍然和三維空間的維度具有相同性質,時間仍是偽維度。因此,不可把時空和空間混為一談。

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