科學也可以如此靠近

最新理論認為我們的宇宙處在一個膨脹到更高維度的氣泡上!

1月
09
2019

2019年1月09日08時 萬物科學

萬物科學

關於宇宙的起源一直眾說紛紜,黑客帝國把我們帶到了一個擁有無限可能的想像空間,宇宙是是一個細胞?亦或是一個虛擬世界?構成宇宙的到底是什麼?原子?夸克?亦或弦?

最近一個新的物理理論認為我們的宇宙處在一個膨脹到更高維度的氣泡上!引起了科學界廣泛討論,再次掀起了研究宇宙起源的狂潮,但事實上,這是一項將弦理論的數學與暗能量的現實相協調的新嘗試,暗能量是一種神秘的、無所不在的宇宙力,其作用與重力相反。天文學家在20世紀90年代發現了暗能量,目前正加速宇宙的膨脹。

弦理論試圖將20世紀物理學的兩大支柱——量子力學和重力——結合起來,假設所有粒子都是一維弦,其振動決定質量和電荷等性質。這個理論被描述為美麗的數學,並且長期以來一直是科學家們稱之為萬物理論的主要競爭者之一,這是一個解釋所有物理的框架,但弦理論家最近卻陷入了一系列他們自己的猜測之中。弦理論的許多版本都要求現實由10個或更多維度組成——空間的三個維度和我們通常經歷的時間中的一個維度,以及許多其他維度,這些維度被卷進了一個極其緊密的點。這些額外維度的具體配置決定了我們所感知的宇宙的特徵。

在21世紀初,研究人員發現弦論允許多達10^500個獨特的宇宙存在,創造了一個多元宇宙空間,我們的所在宇宙只是一個滄海一粟,弦理論方程產生了大量缺乏暗能量的假想宇宙,今年早些時候,研究人員對弦理論進行了一次抨擊,認為弦理論所描述的幾乎無數個宇宙中沒有一個真正包含我們所知的暗能量。正如所說,迄今為止在弦理論中提出的描述暗能量的模型受到數學問題的困擾。

科學家丹尼爾森說,最基本的問題是,控制弦理論的方程式表明,任何一個暗能量存在的宇宙都會很快衰變並消失。在他們建立的模型中,導致這些暗能量滲透宇宙衰變的過程實際上推動了由多個維度產生的氣泡膨脹。我們生活在其中一個膨脹的氣泡的邊界內,暗能量通過我們生活的氣泡壁和更高維度之間的相互作用以一種微妙的方式被誘發。而宇宙誕生時產生的大爆炸,然後成為這個泡沫開始膨脹的時刻。我們宇宙中的粒子只是延伸到額外維度的弦的端點。丹尼爾森說,這一假設可能有助於物理學家對早期宇宙和黑洞做出可觀測的預測。但這一假說並沒有得到其他科學家的認可,因為沒有實驗證據。

但丹尼爾森並不認為弦理論永遠是不穩定的,目前圍繞弦理論的辯論已經提供了一些關於弦理論的檢驗。」如果弦理論不能產生我們所觀察到的暗能量,那麼弦理論不僅要經過測試,而且被證明是錯誤的,」他說。

弦理論和現代物理觀點具有很大的差別,在弦理論中,自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的點狀粒子,而是很小很小的線狀的「弦」(包括有端點的「開弦」和圈狀的「閉弦」或閉合弦)。弦的不同振動和運動就產生出各種不同的基本粒子,大至銀河,小至電子,質子,夸克一類的基本粒子都是由這占有二維時空的弦所組成。

但是目前並沒有證據證明弦論的準確性,只是在某個方面,弦論可以比基礎物理更好地解釋某種現象,至於是否存在還有待證實!


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