弦論和平行宇宙到底什么關(guān)系?
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回答你的問(wèn)題,我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)為什么要研究弦論:因?yàn)橐鉀Q廣義相對(duì)論和量子力學(xué)的矛盾,而且要了解質(zhì)量這個(gè)東西是怎么來(lái)的。 廣義相對(duì)論描述質(zhì)量和時(shí)空的關(guān)系。愛(ài)因斯坦場(chǎng)方程告訴我們,質(zhì)量扭曲時(shí)空,如果沒(méi)有質(zhì)量時(shí)空就沒(méi)有扭曲。廣義相對(duì)論和實(shí)驗(yàn)觀測(cè)符合的很好,比如引力透鏡,在大質(zhì)量物體周圍,時(shí)空彎曲,光沿著彎曲時(shí)空傳播,背景天體看起來(lái)就像穿過(guò)了放大鏡。 好,現(xiàn)在弦論就出場(chǎng)了(音樂(lè),鼓,掌聲)。過(guò)去我們以為原子就是最小的東西了,不能再分了。可是后來(lái)發(fā)現(xiàn)還有電子,原子核。后來(lái)又有了質(zhì)子中子,質(zhì)子中子還能分成夸克。那夸克再分成啥?為啥不同粒子質(zhì)量不同?弦論認(rèn)為,說(shuō)不定有個(gè)更基本的東西叫“弦”,是一切物質(zhì)的最基本組成單元。弦非常的小,有多小?如果一顆原子有太陽(yáng)系那么大,一個(gè)弦只有一棵樹那么大。這些弦可以開(kāi)放象根線,可以閉合成個(gè)圈。弦可以合并,分裂。弦可以震動(dòng),不同維度不同震動(dòng)模式形成了不同質(zhì)量的粒子。把這些理論完整自洽的寫出來(lái)就是弦論,學(xué)過(guò)的人都覺(jué)得很優(yōu)美,不可能不對(duì)云云(我沒(méi)學(xué)過(guò)只能聽(tīng)聽(tīng))。有可能解釋質(zhì)量從哪兒來(lái),為什么廣義相對(duì)論和量子力學(xué)看起來(lái)有矛盾。神馬11維啊啥的都是自然推導(dǎo)結(jié)果。我們已經(jīng)熟悉4維,是平直的,可是那些弦論里更高的維度的形狀是可以嚴(yán)格計(jì)算的,必須滿足現(xiàn)在知道的基本粒子的質(zhì)量大小,相互作用強(qiáng)度。但是,滿足條件的形狀的個(gè)數(shù),從幾十年前發(fā)現(xiàn)的幾種,一直增長(zhǎng)到現(xiàn)在大概接近于無(wú)數(shù)種吧。那么,我們的宇宙更高的維度到底是神馬形狀呢?如果這個(gè)維度剛好是其中一個(gè)形狀,為神馬偏偏是那個(gè)形狀而不是別的呢?這已經(jīng)上升到偉大的神學(xué)或者哲學(xué)的高度了,弦論物理學(xué)家已經(jīng)無(wú)法自拔了,于是平行宇宙提供了一個(gè)心靈慰藉:也許有無(wú)數(shù)個(gè)平行宇宙,每一個(gè)都隨機(jī)有不同形狀的高維維度。到這里大家已經(jīng)看到了聯(lián)系1。 第二個(gè)要講的問(wèn)題是宇宙大爆炸。通過(guò)宇宙微波背景輻射的觀測(cè)以及其他,大爆炸理論已經(jīng)被廣泛接受。可是為什么空間是平直的呢?為什么背景輻射是各向同性的呢,超過(guò)哈勃距離的兩片天空是怎么心靈相通的呢?于是有了暴漲理論。這個(gè)暴漲理論說(shuō)在宇宙還很年輕很緊密的時(shí)候,曾經(jīng)在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)指數(shù)膨脹了很多倍(可能是從10^-35秒到10^-33秒膨脹了10^26倍),這個(gè)膨脹速率完爆光速啥的(但注意這只不過(guò)是時(shí)空膨脹速率,不是東西運(yùn)動(dòng)速率,完爆光速也沒(méi)啥稀奇,不違反物理定律),但是到底神馬東西可以造成并驅(qū)動(dòng)這個(gè)膨脹,不知道。有可能是一些奇特能量的真空?qǐng)鲈斐傻膲毫Γ?b>很多弦論理論可以提供這種性質(zhì)的“真空” (聯(lián)系2也出現(xiàn))。可是物理學(xué)家們算一算想一想就發(fā)現(xiàn),不管什么場(chǎng)提供了這個(gè)暴漲的能量,那個(gè)能量好像沒(méi)有用完啊!多的能量哪去了?于是平行宇宙理論出現(xiàn)了,有這么多能量,說(shuō)不定一爆爆出好多個(gè)平行宇宙,我們只是其中一個(gè)而已。喏,又一個(gè)無(wú)法證偽的理論。 總結(jié)一下,弦論和平行宇宙就像一對(duì)好(難)兄(難)弟,弦論提供一種暴漲理論的機(jī)制,而暴漲的多余能量又提供了平行宇宙的可能性,平行宇宙又幫助弦論不用費(fèi)心去挑選一個(gè)有特別的形狀的高維。但是這兩個(gè)理論目前都沒(méi)辦法被實(shí)驗(yàn)證實(shí)或證偽。該文章在 2018/3/27 18:24:33 編輯過(guò) |
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