据说宇宙有十一个维度,为什么从大爆炸开始就是三维的?
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超弦理论是物理学的分支之一,试图解释我们宇宙最基本的规律,并设想了一个极小的弦,为一切物质最小的组成单位,弦以不同方式震动得到不同的粒子,超弦理论的一大成就就是解决了相对论和量子力学的矛盾。
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目前能研究宇宙维度的理论非常少,超弦理论就是其中之一,对于牛顿力学、相对论和量子力学而言,他们并没有对维度加以限制,也就是它们在高纬度中也是成立的,这就使得它们无法对时空的维度进行解释。
之前日本的超弦理论物理学家声称,他们用计算机算法来模拟高维时空,试图解释为何我们宏观空间是三维的。
在宇宙大爆炸前,时空是完美对称的十维(九维空间加上一维时间),其中强力、弱力、电磁力和万有引力此时是统一的。
大爆炸发生10^-43秒,温度300亿亿亿度,然后宇宙膨胀开始,日本科学家的模拟显示,九维的空间并不稳定,在宇宙大爆炸中会分裂成两个分支,其中一个分支是三维空间,另外一个是六维空间。
研究人员提出,在模拟各种维度的空间中,三维是最稳定的,这有利于宇宙大爆炸中,三维空间从其他维度中分离出来,随着温度的降低,电磁力、万有引力和电弱相互作用分离,然后形成各种基本粒子。
最终,六维空间被永远蜷缩在了普朗克尺度,只有三维空间被展开,形成了我们现在看到的宏观世界,其中六维时空的理论模型,已被数学证明存在,叫做卡拉比-丘成桐空间,尺度约1亿亿亿亿分之一米。
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▲卡拉比-丘成桐空间在三维中的投影
以上就是对宇宙三维的一个解释,至于正确与否,目前不得而知,因为要对超弦理论进行验证,是非常困难的,要想探究普朗克尺度的世界,我们须得建造银河系尺度大小的对撞机才行。
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宇宙之于人类视角的观测条件,呈现的状态是人类物理体系认定的‘’三维‘’,这是相对严谨的表达。而宇宙之于本来是什么状态的,这个问题有点类似于盲人摸象,你在什么部位,触摸到了什么,从你的体系内给出一个你认为合理的解释。
那么假设唯独这个物理名词需要被解释,在人类视角下,宇宙可能是几维的呢?
于是人类通过基础物理去做公式推倒和思维模型,最终一定程度上解释了,以三维为思维模型参考推导出的一维,二维。而高于三维的多维世界,因为没有可定义的坐标象限,更多是猜想。
基础物理的强大之处在于,即便不可观测,也可以通过数学方式进行公式推导而得出数据去论证猜想,很多伟大的猜想都基于了这点。但是在一定程度上,世界的外延并不是基础物理可以通用的。
物理定律也并非恒定不变,这还不是最沮丧的,数学法则也会在更外延的世界失效。
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几维空间是我们人类研究作出的定义,宇宙是三维的也是我们定义出来便于研究的,事实是否真如我们所理解的一般,有待考证,就像以前看过的一句话,觉得很有道理:人类的无知在于我们不知道自己不知道什么。
现有的一切已知的内容都是我们经验的积累加上科学探索和验证,也许我们理解的三维宇宙定义不准确,如果把现有多维空间研究体系推倒重来,也许会有不一样的发现,但是太难了。现在的时代没人能够重新建立一套新的体系,假如这个宇宙真是一种投影,他的维度研究是否存在意义?可笑的是就算没有意义我们还是必须研究,总有弄明白的一天。
所以宇宙是什么样的?人类没有发言权。
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