10.19 科學家迫切想進入四維時空,他們是否發現了什麼?

在科幻大片中早有對時空高維的描述,比如《星際穿越》中的蟲洞和黑洞內的五維空間,又或者玄幻小說中描述的修為到達一定層次後即可打開某個儲物空間,甚至是一個永遠都裝不滿的超大空間,隨時可以開啟,而且在緊急狀態下還能進入避難等!儘管暫時並沒有相關的科學理論支持,但在小說中或者大片中卻已經天馬行空般的各說各話了!

科學家迫切想進入四維時空,他們是否發現了什麼?

事實上在20世紀80年代,物理學家們曾不顧一切地想把宇宙的四種基本力(萬有引力、強互相作用力、弱互相作用力、電磁力)統一成一種單一的綜合力量。

他們第一次嘗試發展成了所謂的超引力,但是由於大量的研究成果不一致和未經證實的預測,它不得不被放棄。另一個新興的理論是弦理論。

這一理論誕生於20世紀70年代,但在80年代之前,它基本上被忽視了。80年代,這一理論再度流行,物理學家開始認真研究它。

科學家迫切想進入四維時空,他們是否發現了什麼?

弦理論仍然是我們對宇宙的完整理解的最佳猜測之一,但是根據這個理論,宇宙存在於26個維度中!因此,奇怪的是,科學家只接觸到其中的四個——空間的三個可互換維度和一個世紀前發現的時間維度。

這種荒謬一直困擾著哲學家和後來的物理學家。他們太好奇了,無法毫無疑慮地接受現實,他們想知道為什麼現實是這樣的。然而,最近發表在《歐洲物理學快報》上的一篇論文似乎揭示了為什麼我們的宇宙可能只存在於四維空間中。

科學家迫切想進入四維時空,他們是否發現了什麼?

四維時空,也就是三維空間加上一個時間維度,其實這就是我們目前所能看到的宇宙,我們生活在三維空間+一維時間組成的四維時空裡,這也是當初愛因斯坦提出來的,愛因斯坦認為,時空可以扭曲,甚至可以形成蟲洞。而鏈接蟲洞的橋樑,或許就是通向了高維空間。

在我們的時空中,即便我們知道時空發生了彎曲,我們也無法想象這種彎曲到底是如何發生的。之所以這樣,是因為我們的空間緯度不夠用,三維的腦袋實在無法描繪出來扭曲向高維的時空。

科學家迫切想進入四維時空,他們是否發現了什麼?

現代科學理論對於空間描述涉入最深的是廣義相對論,認為引力就是質量在空間中表現,空間能被質量所扭曲,甚至能傳遞質量波動產生的漣漪(引力波),但卻並不支持維度理論!在空間理論上支持多維空間理論的是數學模型!

但在現階段所有的一切都是空談,其中的奧秘也許就在量子力學和廣義相對論的矛盾焦點黑洞上面,但以現代天文理論根本無法在黑洞上形成統一意見,比如霍金輻射就無法驗證,也許未來還有很長的路要走,但至少現在可能已經邁開了第一步!

科學家迫切想進入四維時空,他們是否發現了什麼?

科學家們迫切想進入四維空間,可以把我們這個物種的長期謎團解開。這對物理學家來說也是非常鼓舞人心的,因為它代表了人類尋求統一四種基本力量的一個巨大飛躍,並最終代表了人類對宇宙是如何誕生、如何發展以及它可能走向何方的理解。


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