99% 的人都不理解：超弦理论与平行宇宙是什么

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99% 的人都不理解：超弦理论与平行宇宙是什么

来源：太空科学站 V 2024 年 07 月 25 日 21:16 安徽

99% 的人都不理解：超弦理论与平行宇宙是什么？在我们普通人的认知当中，事物一般都是三维立体的，加上时间的概念，构成了我们所熟知的四维宇宙，但是无论是牛顿还是爱因斯坦，都提出了宇宙可能存在多维空间，平行宇宙当中，10 维空间也是可能存在的，那么这样的超弦理论和平行宇宙，到底是怎么回事呢？


　　
量子力学中波和粒子被认为是同一现象的两个不同表现，弦理论认为每一种振动模式都对应着一种粒子，特定弦的振动频率决定了粒子的能量和质量，一根弦的不同振动模式可以形成我们现在所熟知的基本粒子。比如，根据弦理论，粒子被看作是长度为普朗克尺度一维弦，在引入费米子的座标后，科学家提出了超弦理论。


　　
超弦理论暗示的平行宇宙时空必须拥有十个维度，时空中也存在超对称现象，但没有真空稳定态的问题，超弦理论的形成意味着此类平行宇宙并非由粒子和场构成的时空，宇宙不仅是四维时空，而是多维的。10 维超弦理论避免了量子力学与广义相对论合并时遇到的重整化问题，还在一定程度上连接了强力、弱力、电磁力以及引力四种基本力。　　



我们所处的时空是 4 维的，三维时空加上一维的时间。需要指出的是，我们熟知的牛顿力学、广义相对论、电动力学还有量子场论等都可以存在于高维时空，不但可以在四维时空中进行完好地表达，也满足四维以上的时空，没有迹象表示这些理论不适合高维时空。



上个世纪 90 年代中期，南加州大学超弦会议上，物理学家威顿等公布了有关超弦的研究成果，涉及对偶性与不同超对称理论，科学家发现可以用不同的维数膜来研究对偶性，超弦理论下的 10 维时空透过强耦合极限可以形成 11 维的时空，由此诞生了 M 理论。10 维时空中一根弦围绕在第 11 维度的膜上，由此 M 理论拥有了一个强大的膜空间，统一了五种超弦理论和 11 维超引力理论。


　
M 理论的发展成熟意味着我们的宇宙建立高维时空中，完全颠覆了我们对宇宙是四维时空的概念，同时由 M 理论构造出的平行宇宙存在于一个膜的世界中。



科学家发现时空是 10 维的，减去我们看见的 3 维时空还有 7 个维度，这些额外的空间必须进行紧致化处理，将其卷曲成普朗克尺度，因此我们看不到这样的维度，加上 1 维的时间，正是我们现在看到的时空。


　
M 理论向我们展示了一个神奇的膜宇宙，不仅时空的多维的，膜结构也可以是多维的，我们的宇宙很可能是由多层膜构成的高维超空间，透过无数次的卷曲形成 3-膜空间，看似非常遥远的系外行星，在多层空间中可能仅距离我们数毫米。



M 理论为平行宇宙理论的发展提供了潜在机会，该理论的提出不仅使得我们所处的宇宙呈现鬼魅般神秘，由此构造出的平行宇宙可能也拥有类似的时空。　



人们从直观上观察到三维（或三度）空间和一维时间，相对论称为“四维时空”（或四维空间）。对于超四维空间人们一直是处于支持和反对的态度。有人认为宏观世界空间是三维的；微观世界空间是三维空心球体，也可称微观世界空间是三维的，时间是四维的，空间总计十维。



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