美利哥物医学家称找到观望其余两个空中维度的

美科学家启动研究寻找新的宇宙维度

有科学家称,生活在三维空间和时间中的人类至今不知还有另外六个空间维度。 威斯康星大学麦迪逊分校的一位物理学家寻找到了观察六维空间的灵感。他提出的观察六维形状的方法被发表在本月的《物理评论快报》上。 除了四维时空,另有六个人类未知的空间维度。 我们都知道,自己生活在三维空间之中,如果加上时间,那么是四维时空。可有科学家称,还有另外六个空间维度是人类至今不知的。 来自2007年2月2日的《物理评论快报》的一则消息称:威斯康星大学麦迪逊分校的一位物理学家从太空中寻找灵感,提出了这样的一个假设,在物理学“弦论”的基础下,人类的世界并不完整。除了三维空间和时间之外,还应该存在另外六个空间维度。这些“隐藏”的空间维度以极其微小的几何形状卷曲在我们宇宙的每一个点中。六维空间可以接纳任何可能的形状,而且都与其自身的世界相一致,具有其自身的物理学规律。 这无疑像一颗重磅炸弹落在物理学界。如果真的有六维空间存在,那么爱因斯坦的“相对论”就显示了其理论自身的不完善。 对于人类而言,我们习惯了三维空间的概念,如何能想象和接受六维空间?这神秘的六维几何体到底是怎么样的形状?难以捉摸的六维空间确实存在吗? 人类为什么看不见其它六维 中国科学院理论物理所朱传界教授告诉记者,“宇宙应该是十维的”是根据一种超弦理论的论证,科学家通过数学方程计算得出的结论。就目前而言,人们只了解一维时间、二维平面、三维空间以及爱因斯坦提及的“四维时空”概念。除此之外,“超弦理论”预测还应该存在另外六个人类未知的空间维度。 那为什么另外六个空间维度看不见呢? 朱教授以水管为例说,当人们站在这根水管的正面看时,水管就是一条直线,我们就只看到了它的前后,它就是一维的。当人们站在一个平面里,看这根水管,就能看到水管的上下左右,那么人们就看到了它就是二维的。当人们在一个立体的空间里看这个水管,它的前后、左右、上下都收纳在我们的眼中,那么它就是三维的。 可如果人们把这根水管放在两维的平面中,然后又把这个两维的平面放在三维空间中,那么会是什么样的呢?于是,科学家把水管想象成像一根头发丝那样细。科学家认为,六个“隐藏”的空间维度,以极其微小的几何形状,卷曲在我们宇宙的每一个点中。 这种观察六维形状的方法之所以被发表在《物理评论快报》上,是因为这种方法能证明通过实验数据来观察这些难以捉摸的维度形状特征是可行的。同时,六维空间的存在也是证实“超弦理论”的主要方面。 ◆观点交锋 六维空间究竟存不存在 从广袤星系到亚原子微粒,“超弦理论”囊括了所有物体的物理学规律。几十年来,关于“超弦理论”,很多科学家都争论不休,赞同的、反对的,各种声音都有。 拥护者: 没有一个意见能够反驳 不少超弦理论的拥护者表示,目前还没有一个持反对意见者能驳倒它。一旦验证“超弦理论”是正确的,那么人们就能通过解密它们对130亿年前宇宙大爆炸释放的宇宙能有所了解,借助时间机器,穿越黑洞后,“看见”神秘的六维几何体。 “不过,你也不用为看不见十维的世界而感到担忧。”威斯康星大学麦迪逊分校的这位物理学家说,“因为我们的大脑习惯于只是三维的空间,而对于其他六维空间结构却很难感知。虽然科学家们利用计算机模拟出了类似的六维几何体,但没有人能够确切地知道他们的形状到底是怎么样的。” 他说,“我们的想法就是回到那个时候看看到底发生了什么事情,当然我们不可能真的回去。” 很多科幻爱好者都梦想着搭乘时间机器遨游时空,有些科学家也尝试着用最新的原理来证明时间旅行的可行性,也试着用“超弦理论”来讨论它。 因为缺少必要的时间机器,他们使用了另外一个最好的东西,一幅宇宙大爆炸释放的宇宙能量图。这种爆炸释放的能量在随后的130亿年里其实都没有发生变化,它可以被卫星捕捉到,比如美国的威尔金森微波各向异性探测器。通过绘制出宇宙能量图可以帮助人类对宇宙的雏形有一个大概的印象。 反对者: 六维空间仅是人为想象 “对超弦理论,我不敢兴趣。”记者在采访中国科学院院士何祚庥时,他明确表示,这仅仅是人为的想象推断,根本没有讨论的必要和研究价值。 “我个人反对弦论研究者用这样肯定的口气说话。也许我们真的掌握了部分真理,也许我们一直以来仅仅是研究一个针尖上能有多少天使跳舞。”中国科学院理论物理所研究员李淼在其个人博客这样说道。 ◆背景知识 神奇的万有理论 中国科学院物理所研究员李淼撰文的《弦论史话》中介绍,所谓“超弦理论”,又叫“弦论”或“万有理论”。 据李淼介绍,现代弦论的创始人之一是在加州理工学院工作的物理学家史瓦兹,他“十年如一日”,将只有几个人知道的理论做成如今有数千人研究的学问。史瓦兹也因此得以摆脱三年延长一次的位置,终于成了加州理工学院的正教授。 1968年,一位在麻省理工学院工作的意大利物理学家威尼采亚诺翻了翻数学手册,发现一个简单的函数满足对偶性,这就是著名的威尼采亚诺公式。而超弦理论正是起源于这个公式。 超弦理论认为,在每一个基本粒子内部,都有一根细细的线在振动,就像琴弦的振动一样,因此这根细细的线就被科学家形象地称为“弦”。我们知道,不同的琴弦振动的模式不同,因此振动产生的音调也不同。类似的道理,粒子内部的弦也有不同的振动模式,不过这种弦的振动不是产生音调,而是产生一个个粒子。换言之,每个基本粒子是由一根弦组成。 超弦理论认为,粒子并不存在,存在的只是弦在空间运动;各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已。自然界中所发生的一切相互作用,所有的物质和能量,都可以用弦的分裂和结合来解释。 弦的运动是非常复杂,以至于三维空间已经无法容纳它的运动轨迹,必须有高达十维的空间才能满足它的运动,就像人的运动复杂到无法在二维平面中完成,而必须在三维空间中完成一样。

北京时间3月12日消息,据国外媒体报道,按照目前公认的科学理论,宇宙是由三维立体空间和作为第四维的时间共同构成的。但美国维吉尼亚州立大学的科学家日前称,他们目前正在寻找上述四维之外的其它宇宙维度。

这听上去似乎像是电影《阴阳魔界》中的一个片段,负责该研究项目的研究人员有维吉尼亚理工大学理学院物理副教授约翰:斯蒙尼迪和研究生迈克尔:卡维克。卡维克说:“我们正在探索一种理念,即除了目前我们已知的空间3维和时间1维外,宇宙还有一个令人察觉不出的小维(约是1纳米的十亿分之一)。这个额外的维可能是卷曲的,处于一种类似宇宙大爆炸时整个宇宙所处的状态。”

研究小组目前正在寻找小型原始黑洞,这些黑洞爆炸时可能会产生地球可以探测到的无线电脉冲。它们之所以被称为原始黑洞,是因为它们是伴随宇宙伊始所产生的。科学家们认为,黑洞会随着时间的流逝蒸发,由于质量的不断丢失而收缩。一个比额外维大的黑洞可能会抱合起来,就像一个软管外缠绕的厚橡皮圈。当一个黑洞收缩到额外维的大小,这个黑洞就会伸展得非常纤细,然后猛地折断,导致爆炸,接着爆炸就可能会产生无线电脉冲。

在美国国家科学基金会的许可下,维吉尼亚理工大学的研究小组正在准备在蒙哥马利县架设起一台8米波长的瞬变阵列射电望远镜,在天空中搜寻来自300光年外爆炸发出的无线电脉冲。在北卡罗莱纳州西南部,研究小组已经设立了一个类似的望远镜,进行了数月的搜寻工作。斯蒙尼迪说:“我们心里都有许多关于产生无线电脉冲的猜想和预测,其中一个猜想就是原始黑洞爆炸,只不过我们还未探测到这种无线电脉冲。我们主要在搜寻可能产生无线电脉冲的奇异的高能爆炸。第二台射线望远镜的架设将有助于科学家们对两台望远镜的观测结果进行相互验证。假设2台望远镜都在同时探测到了同样的脉冲,那就可以证明我们的猜测果如其然,而非人工干涉产生的脉冲。”

约翰:斯蒙尼迪表示,“弦论”又叫超弦理论,该理论认为,宇宙中所有的物体都是由微小的、振动的能量弦所构成。该理论是囊括了从广袤星系到亚原子微粒在内的所有物体的物理学规律。尽管科学家们还在为这个理论争论不休,不过,更多的只是修正而不是驳倒它。以“弦论”的观点来看,我们的世界并不完整。除了三维空间和时间之外,“弦理论”预测还应该存在另外6个空间维度。这些“隐藏”的空间维度以极其微小的几何形状卷曲在我们宇宙的每一个点中。约翰:斯蒙尼迪说,“不过你也不用为看不见10维的世界而感到担忧,因为我们的大脑习惯于只是三维的空间,而对于其他六维空间结构却很难感知。虽然科学家们利用计算机模拟出了类似的6维几何体,但没有人能够确切的知道他们的形状到底是怎么样的。”

科学家们为何要搜寻额外维呢?原因之一是与弦理论有关。卡维克说:“根据弦理论的要求,宇宙至少有10维,那么额外维应该是一个与之一致的理论。然而,我们仅仅想出了一个额外维的模型。”一些理论家认为,日内瓦附近建造的大型强子对撞机可能可以探测到一个额外维。弗吉尼亚理工大学的研究小组则希望,通过大量的努力和耗资可以借助射线天文学探测到这些额外维,他们计划进行至少5年的搜寻工作。

因为缺少必要的时间机器,科学家将使用另外一种辅助手段,一幅宇宙大爆炸释放的宇宙能量图。这种爆炸释放的能量在随后的130亿年里其实都没有发生变化,它可以被卫星捕捉到,比如美国的威尔金森微波各向异性探测器。通过绘制出宇宙能量图可以帮助我们对宇宙的雏形有一个大概的印象。约翰:斯蒙尼迪解释说,正如一个影子可以大致反映一个物体的形状一样,太空中宇宙能的结构也可以表现出6维空间的形状。为了学会如何从宇宙图中发现六维几何体的标志,他们采用了逆推法。他们选择了两个不同类型的数学几何模型,然后计算出这两个几何体在宇宙中所描述出来的能量图。当他们将这两幅图进行比较时发现了细微却十分重要的区别。

研究的结果表明特殊的宇宙能形式能够携带着6维形状几何体的重要线索。约翰:斯蒙尼迪说,虽然目前将他们的发现与我们的宇宙进行比较的数据还不够精确,但未来的实验应该能够更加敏感的检测出不同几何体之间的微妙区别。随着技术的提高,人们可以捕捉到更加精细的宇宙能量图,或许可以帮助科学家揭开宇宙能量图的密码,并且确定适合我们宇宙的唯一几何学。

本文由必威88发布于关于科技,转载请注明出处:美利哥物医学家称找到观望其余两个空中维度的

相关阅读