六維空間

六維空間

物理學上提出的一種假設
“六維空間”是指威斯康星大學麥迪遜分校物理學提出的一種假設,即在物理學弦論基礎下,除了三維空間和時間之外,還應該存在另外六個空間維度。這些“隐藏”的空間維度以極其微小的幾何形狀卷曲在我們宇宙的每一個點中。六維空間可以接納任何可能的形狀,而且都與其自身的世界相一緻,具有其自身的物理學規律。
  • 中文名:六維空間
  • 外文名:sextuple space
  • 适用領域:
  • 所屬學科:數學
  • 學科:數學
  • 成分:空間維度
  • 來源:威斯康星大學麥迪遜分校
  • 理論基礎:物理學弦論

簡介

六維——騎在兩條時間軸上

每當物理學家往自己設計的宇宙中添加維度時,他們添加的基本上都是空間維度,讓空間中的物體可以自由地移動。但其實,如果宇宙可以具有更多的維度,那多增加一條時間維度是否也可能呢?

許多物理學家反對這種想法,因為如果宇宙中有更多的時間維度,物體就可以借助其他的時間維度,在我們已知的一維時間中穿來穿去,一會出現在我們身邊,馬上又會出現在數億光年外的其他星球,這等于是超越了光速的極限,甚至回到過去的時間旅行都可以實現了。至少在我們的宇宙中,時間旅行并沒有發生,因此多維時間也許僅僅是設想,而不是現實。

但是在1995年,美國科學家提出了一個叫做M論的理論,統一了當時的各種弦理論。在H論中,可以具有二維的時間。不過科學家補充說,即使宇宙中具有了二維時間,這樣的宇宙中也無法實現時間旅行。在H論中,宇宙是11維的。在稍微低一些的維度時空中,是否也可能有多維時間呢?從理論上講,在我們的四維時空中增加一個時間維度,就必須相應地也增加一個空間維度,以平衡結構。這樣形成的六維宇宙其實和我們生活的四維宇宙的結構很相似,隻是在六維的世界中,會包括許多四維宇宙的投影,而我們所熟悉的物理學定律到了那裡,也不适用了。

有科學家稱,生活在三維空間和時間中的人類至今不知還有另外六個空間維度。威斯康星大學麥迪遜分校的一位物理學家尋找到了觀察六維空間的靈感。他提出的觀察六維形狀的方法被發表在《物理評論快報》上。

除了四維時空,另有六個人類未知的空間維度。

我們都知道,自己生活在三維空間之中,如果加上時間,那麼是四維時空。可有科學家稱,還有另外六個空間維度是人類至今不知的。

來自2007年2月2日的《物理評論快報》的一則消息稱:威斯康星大學麥迪遜分校的一位物理學家從太空中尋找靈感,提出了這樣的一個假設,在物理學“弦論”的基礎下,人類的世界并不完整。除了三維空間和時間之外,還應該存在另外六個空間維度。這些“隐藏”的空間維度以極其微小的幾何形狀卷曲在我們宇宙的每一個點中。六維空間可以接納任何可能的形狀,而且都與其自身的世界相一緻,具有其自身的物理學規律。

這無疑像一顆重磅炸彈落在物理學界。如果真的有六維空間存在,那麼愛因斯坦的“相對論”就顯示了其理論自身的不完善。

對于人類而言,我們習慣了三維空間的概念,如何能想象和接受六維空間?這神秘的六維幾何體到底是怎麼樣的形狀?難以捉摸的六維空間确實存在嗎?

人類為什麼看不見其它六維

中國科學院理論物理所朱傳界教授告訴記者,“宇宙應該是十維的”是根據一種超弦理論的論證,科學家通過數學方程計算得出的結論。就而言,人們隻了解一維直線、二維平面、三維空間以及愛因斯坦提及的“四維時空”概念。除此之外,“超弦理論”預測還應該存在另外六個人類未知的空間維度。

那為什麼另外六個空間維度看不見呢?

朱教授以水管為例說,當人們站在這根水管的正面看時,水管就是一條直線,我們就隻看到了它的前後,它就是一維的。當人們站在一個平面裡,看這根水管,就能看到水管的上下左右,那麼人們就看到了它就是二維的。當人們在一個立體的空間裡看這個水管,它的前後、左右、上下都收納在我們的眼中,那麼它就是三維的。

可如果人們把這根水管放在兩維的平面中,然後又把這個兩維的平面放在三維空間中,那麼會是什麼樣的呢?于是,科學家把水管想象成像一根頭發絲那樣細。科學家認為,六個“隐藏”的空間維度,以極其微小的幾何形狀,卷曲在我們宇宙的每一個點中。

這種觀察六維形狀的方法之所以被發表在《物理評論快報》上,是因為這種方法能證明通過實驗數據來觀察這些難以捉摸的維度形狀特征是可行的。同時,六維空間的存在也是證實“超弦理論”的主要方面。

觀點交鋒

從廣袤星系到亞原子微粒,“超弦理論”囊括了所有物體的物理學規律。幾十年來,關于“超弦理論”,很多科學家都争論不休,贊同的、反對的,各種聲音都有。

支持者

沒有一個意見能夠反駁

不少超弦理論的擁護者表示,還沒有一個持反對意見者能駁倒它。一旦驗證“超弦理論”是正确的,那麼人們就能通過解密它們對130億年前宇宙大爆炸釋放的宇宙能有所了解,借助時間機器,穿越黑洞後,“看見”神秘的六維幾何體。

“不過,你也不用為看不見十維的世界而感到擔憂。”威斯康星大學麥迪遜分校的這位物理學家說,“因為我們的大腦習慣于隻是三維的空間,而對于其他六維空間結構卻很難感知。雖然科學家們利用計算機模拟出了類似的六維幾何體,但沒有人能夠确切地知道他們的形狀到底是怎麼樣的。”

他說,“我們的想法就是回到那個時候看看到底發生了什麼事情,當然我們不可能真的回去。”

很多科幻愛好者都夢想着搭乘時間機器遨遊時空,有些科學家也嘗試着用最新的原理來證明時間旅行的可行性,也試着用“超弦理論”來讨論它。

因為缺少必要的時間機器,他們使用了另外一個最好的東西,一幅宇宙大爆炸釋放的宇宙能量圖。這種爆炸釋放的能量在随後的130億年裡其實都沒有發生變化,它可以被衛星捕捉到,比如美國的威爾金森微波各向異性探測器。通過繪制出宇宙能量圖可以幫助人類對宇宙的雛形有一個大概的印象。

反對者

六維空間僅是人為想象

“對超弦理論,我不感興趣。”記者在采訪中國科學院院士何祚庥時,他明确表示,這僅僅是人為的想象推斷,根本沒有讨論的必要和研究價值。

“我個人反對弦論研究者用這樣肯定的口氣說話。也許我們真的掌握了部分真理,也許我們一直以來僅僅是研究一個針尖上能有多少天使跳舞。”中國科學院理論物理所研究員李淼在其個人博客這樣說道。

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