空间维度远超三维：黑洞或为通往其他宇宙通道(图)

Daphane · 发表于 2016-9-27 09:17:46

來源: 新浪科技

北京时间9月26日消息，据国外媒体报道，以下内容听上去可能会让人感觉像是科幻故事，但一部分科学家正在越来越倾向于认为我们目前所生活的这个空间的维度很有可能远超过通常认为的三维，还存在更高的维度，甚至其他的宇宙。

粒子物理中的一项理论认为存在9个维度，而黑洞很有可能是我们探索这一课题的关键环节。这就意味着黑洞很有可能会是通往其他宇宙的门户

　　粒子物理中的一项理论认为存在9个维度，而黑洞很有可能是我们探索这一课题的关键环节。这就意味着黑洞很有可能会是通往其他宇宙的门户。现在，在欧洲大型强子对撞机设施工作的科学家们正在逐渐逼近揭开这一谜团的答案。

　　在粒子物理学中，有些理论认为在我们所熟知的三维空间理论之外，还存在着很多我们尚未触及的领域，对这些更高维度的探索将最终帮助我们回答一些关键性的问题，从量子物理学原理到引力的本质。

　　其中的一项理论被称为“膜理论”，该理论认为这些更高级的维度的背后很有可能是其他宇宙。英国伦敦玛丽皇后大学的物理学家克里斯·怀特（Chris White）博士表示：“膜理论是一个被称作‘弦论’的更加宏大理论体系中的组成部分，其主要目标是将我们所知的所有基本力与粒子统一到一个单一描述之下。”他说：“该理论指出，构建自然界的最基本建筑材料并非我们认为的基本粒子，而是弦、面以及被统称为‘膜’的高维概念。弦论的方程中不可避免地囊括了膜的概念，但它只能在存在9个维度的情况下才能成立，而非我们通常所知的三个维度。”

弦论的方程中不可避免地囊括了膜的概念，但它只能在存在9个维度的情况下才能成立，而非我们通常所知的三个维度

　　于是我们认为弦存在于一个9维空间内，而如果再将时间作为一个维度，那么宇宙中便存在有10个维度。

　　在其撰写的《你手中的宇宙》（he Universe in Your Hand）一书中，克里斯托佛·加尔福德（Christophe Galfard）博士描述了一项思想实验，展示了如果我们能够在这些维度间自由穿行将会是一种什么样的体验。他写道：“你或许会看到将两个相邻的‘膜’连接到一起的黑洞结构，它就像一个管道，是时空的扭曲区域，它两端的‘膜’产生的引力作用于其两侧。于是你会突然间想要知道，在其他的那些‘膜’上是否也居住着其他的‘人类’？有没有可能，黑洞就是连接我们与他们世界之间的通道？”

　　利用位于瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机（LHC），研究人员正在尝试搜寻与这些可能存在的额外维度相关的蛛丝马迹，其中一项就是所谓的微型黑洞。怀特博士指出：“如果存在尺度合适的额外维度，那么LHC应该就能够产生小型黑洞。这样的黑洞将会迅速衰亡，但却会在探测器内产生强烈的辐射信号。”

利用位于瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机（LHC），研究人员正在尝试搜寻与这些可能存在的额外维度相关的蛛丝马迹，其中一项就是所谓的微型黑洞

　　基于我们现有的物理学知识，在理解更多维度方面会出现很多问题。比如说，为何引力相比其他所有基本力，其强度会低这么多。一块小小的冰箱贴所产生的电磁力强度就能够轻易超过地球施加的引力强度。

　　一种理论认为，我们实际上并未感受到引力的全部作用，因为其中的一部分发散到了额外的维度中去了。

　　那些认为存在额外维度的理论预测，与原子存在能级较低的基态和能级较高的受激发态相似，在其他维度下也有可能存在标准粒子的更重的版本。怀特表示：“为了使弦论得以运作，我们还需要引入额外的对称性，也就是所谓的‘超对称’，而这一理论同样预言了新粒子的存在。”正是基于这些理论，对这类新的未知粒子的搜寻一直是大型强子对撞机（LHC）的工作目标之一，因为它们都是是否存在额外维度的线索之一。

　　我们或许还可以通过构建微型黑洞的方式来寻找额外维度的线索。但如果额外维度存在的证据最终被找到，那也并非必然就意味着弦论或者膜理论本身就是正确的。实际上有很多科学家根本就不相信这些理论。

　　如英国理论物理学家卡洛·洛维理（Carlo Rovelli）指出的那样，他说：“在现在这一阶段，我还看不到任何强有力的证据证明存在其他的宇宙。”

　　但在大型强子对撞机设施开展的搜寻工作仍在继续推进——搜寻那些微型黑洞，以及任何其他的新型粒子。

　　怀特博士写道：“要想得到阳性结果，很大程度上要取决于所要搜寻的额外‘膜’以及维度的对应能级都正好是在大型强子对撞机设备能够观测到的范围内。因此如果LHC设备没有观测到任何结果，实际上它只是排除了在某一特定能级范围内额外维度或是超对称现象的存在。”他说：“自从大型强子对撞机开始工作以来，新的能级约束值便不断被更新并在国际会议上进行报告。”如果相关证据能够得到证实，那么这将毫无疑问是指示其他宇宙存在的确凿线索。

运营大型强子对撞机（LHC）的欧洲核子研究中心（CERN）发言人对媒体表示：“我们无法对我们何时将能够得到结果做出预测。但你可以确认的是，一旦我们得到相关结果，一定会在第一时间向世界公布

　　运营大型强子对撞机（LHC）的欧洲核子研究中心（CERN）发言人对媒体表示：“我们无法对我们何时将能够得到结果做出预测。但你可以确认的是，一旦我们得到相关结果，一定会在第一时间向世界公布。”

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