在我們熟悉的四維空間之外還有額外的維度?該理論確實讓人瘋狂!
作為一種新理論,弦理論總體來說目前也只是一種理論而已,很多人也經常指責弦理論無法通過直接實驗來驗證,因此,它不能算作物理學的一個分支。使弦理論更難證明的是,為使其可解,繁雜方程式需要類似科幻小說杜撰的一樣,更多的空間維度,提出空擁有更多維度的人一直被貼上瘋子或者做火入魔的標籤。
而重點在於,弦理論家必須解釋清楚那個怪誕的預言如何成真,並證明他們聲稱的更多維度的構想並不僅僅是空想。
我們認為我們身處在一個三維空間世界,似乎無可爭辯。但在1919年,西奧多-卡魯扎,一個不起眼的德國數學家,鼓起勇氣挑戰這個常識,他提出可能我們宇宙還有另外一維度,處於某種原因我們看不到而已。
卡魯扎曾將他的想法告知愛因斯坦,一開始愛因斯坦表現出極大的興趣,但隨後開始動搖,但還是花兩年時間幫他出版論文。最終,在愛因斯坦認為額外維度僅僅是一廂情願後,卡魯扎的論文發表了!
他的想法是這樣的。在1916年,愛因斯坦稱萬有引力只是在熟悉的四維時空里的彎曲和波動,僅僅三年之後,卡魯扎提出電磁力可能也是波動。但是為了證明其正確,卡魯扎需要波動發生的場所,所以卡魯扎提出空間還隱藏另外一維度。
但是如果卡魯扎是對的,那另外一維度在哪裡呢?那裡又會是什麼樣子呢,我們能想像出來嗎?
基於卡魯扎的理論,瑞典無理論學家奧斯卡-克萊恩給出一個與眾不同的答案。舉個例子,如果我們在遠處看一根電線,我們看不到它的厚度,就像一條細線僅僅只有一個維度。但是如果我們仔細檢查其中一條電線,近距離觀察那些電線,就像爬到電線上的螞蟻那樣觀察。電線上的螞蟻不僅能前後走動,還能逆時針順時針走動。
所以,維度可以有兩種表現形式,可以像電線那樣伸長平鋪,但也可以是微小的捲曲的,就像環狀包裹的表面。
卡魯扎和克萊恩大膽假設我們宇宙的結構就像電線的表面,擁有伸長平鋪的我們熟悉的三維,也存在微小的捲曲的維度,小到比一個原子還小几十億倍,小到我們看不見。所以我們關於宇宙是三維立體空間的觀念可能並不是完全正確的,可能我們真的生活在一個存在比所見更多的維度的宇宙。
※宇宙間距離動輒上億光年,科學家如何測量如何浩瀚的距離和時間?
※距地419光年直徑達太陽700倍的星體,詮釋了恆星誕生消亡的過程!
TAG:宇宙時空 |