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科学家解释为什么宇宙是三维空间

 更新时间:2013-11-18 07:11

科学家解释为什么宇宙是三维空间

  为什么我们的宇宙是我们今天看到的样子?为什么我们的宇宙是三维空间,而不是九维空间或十维空间?日本科学家近日为人们解释了三维宇宙如何从原来的九维空间演变而来,他们利用超级计算机模型模拟我们宇宙的诞生。研究报告发表在最新一期的《物理评论快报》上。
  
  在我们钻研这个令人费解的问题之前,先来了解一下它的背景。一些非常令人信服的观测证据已证明宇宙是如何诞生的大爆炸理论,包括宇宙微波背景辐射的测量和元素的相对丰度。宇宙学家解释,宇宙大爆炸的几秒钟内,它开始存在,并形成一个小点。但对于这一点,无法用物理学来解释。我们需要一种新的理论,把相对论与量子力学相结合,使对那一刻的解释合理化。
  
  物理学家在20世纪苦心拼凑起了一个合理有效的物理学“标准模型”。他们的模型作品不依靠额外维度,它将电磁与强和弱的核力量结合起来,并为大而嘈杂的亚原子粒子“家族”提供一个整洁的理论框架。但有一个张口状的洞,标准模型不包括引力。这是为什么詹妮特?温特森(JeanetteWinterson)的小说《宇宙的均衡》(GutSymmetries)中的物理学家朱庇特(Jove)把这个标准模型称为“飞篷布”,“它大、丑陋、有用的,涵盖了你想要的,忽略重力。”超弦理论(Superstringtheory)旨在堵塞那个洞。
  
  根据弦理论家,我们每天经历全尺寸的三个空间维度,一个时间维度,以及在普朗克尺度揉皱的6个额外维度,就像皱巴巴的纸。弦是自然界中最基本的单位,在普朗克尺度中振动。这些额外维度的几何形状,有助于确定弦振动的共振模式。这些振动模式决定形成的基本粒子类型,产生我们周围观察到的物质力量。在原理上,与电场和磁场振动产生整个光谱大致相同,或小提琴振动的弦产生不同的音符。所有的物质(和所有的力)都由这些振动组成,包括重力。弦振动相当于受重力作用的粒子。

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