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研究:空间可有9维 黑洞为另外空间之门

一项最新研究说,我们的宇宙不只是肉眼所见的三维时空,实际上有九维时空。而且黑洞是超出三维时空的大门,欧洲的大型强子碰撞机(LHC)接近找到那个多维时空的证据。

据英国《每日邮报》9月22日报道,也许这些听起来像是科幻小说的情节,但是粒子物理学家推断,我们日常所熟悉的三维时空不是宇宙中的唯一时空形式。

膜理论(brane theory)认为,多维时空隐藏了其它的宇宙。“膜理论是弦理论(string theory)的延展,”伦敦玛丽王后大学(Queen Mary University)的物理学家克里斯·怀特(Chris White)博士解释道:“这种理论试图以一种简单的方式解释我们目前所知的所有力和粒子。”

所谓弦理论,是指有些科学家提出一种对于这基本粒子构成和时空的新看法,他们认为宇宙里所有微观粒子如电子、质子及夸克都是由“能量线”(即“弦”)构成,能量线进而构成各种时空。
怀特博士表示,“弦”会构成更高一些的平面和时空,这些“弦”可以统称为“膜”,围绕“膜”如何构成时空,就形成膜理论。

膜理论描述时空有九个维度,而不是我们日常所见的三维,而且这九维和时间合在一起共10维。

那么如何脱离三维时空而进入九维时空。报导说,霍金的学生及研究助理克里斯托夫·加尔法(Christophe Galfard)博士曾在《宇宙在你手中》(The Universe in Your Hand)中论述,根据思想实验,我们可以通过黑洞进入到超出三维时空的另外时空。

怀特博士进一步解释:“在另外空间的尺寸恰到好处的情况下,大型强子对撞机可以制造出小黑洞。”因此,科学家可能通过寻找对撞机造出的微小黑洞察觉到另外空间的蛛丝马迹。

欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)局部(Richard Juilliart/AFP/Getty Images)
欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)局部(Richard Juilliart/AFP/Getty Images)

但是,另外空间也不是那么容易找到,黑洞之门也不是随意开启。怀特博士说:“这些粒子碰撞试验产生的黑洞会很快衰减消失,但会在检测器上留下令人兴奋的一束辐射能量。”

而且,怀特博士推测,即使对撞机看不到另外时空的证据,也是由于检测技术所限,而不是排除另外空间存在的可能性。

报导说,这种膜理论的产生原因是科学家注意到一般物理学理论中的根本矛盾。如在四种基本力之中,所谓“引力”的性质似乎不合群,它远远的小于其余的基本力,因此很多物理现象无法解释。而膜理论则能避开这些缺陷,合理的解释很多现象。

但是,因为膜理论和其它弦理论提出超出三维时空的问题,所以有些物理学家并不接受这些不同于常识的看法。英国皇家科学院的物理学家卡罗·罗维利(Carlo Rovelli)说:“目前,我没有看到具有说服力的论点让我想到存在另外时空。”

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