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为什么宇宙表现为一个时间维度和三个空间维度

 五体启示录 2019-04-02

根据现在的时空理论,把时间和空间维度完全分开,空间三个维度,时间一个维度,扭曲纠缠在一起,便构成了人类目前所认知的宇宙时空。

一个时间维度很好理解,即一个时间轴,三个空间维度分别是:上下、左右、前后,除此之外,人们无法想像更多的方向运动。

人类目前生活在四维空间,即长、宽、高+时间。

但这并不意味着宇宙就是这样的,实际上,根据超弦理论,肯定还存在着另外的维度,每一维都呈卷曲状,十分微小,因而无法察觉。

对于人类而言,只有这三个维度是伸展开来的,形成我们正常生活工作的时空,而卷曲状维度未曾被人类发现并实际接触。

当代物理中超弦理论认为:宇宙分十维或十一维空间(维度最大值为十一维),除了已知的三维,剩余的维数都在量子力学的量度下(10的负十几次方)卷缩。根据爱因斯坦的广义相对论,我们之外有着更多的空间,因为时空不是绝对的,而是相对的,空间是可以被改变的,所以,从我们生活的三维时空,衍生出其它的空间是可能的。

如果这些额外的维数确实存在,为什么我们觉察不到呢?为何我们只感受到三维空间和四维时间呢?一般认为,其他的维数被弯卷到非常小的尺度——大约为1英寸的一百万亿亿亿分之一的空间, 人们根本无从觉察这么小的尺度。我们只能看到一个时间和三个空间的维数,这儿空间—时间是相当平坦的。

这正如一个桔子的表面:如果你靠非常近去看,它是坑坑洼洼的并有皱纹,但若离开一定的距离, 你就看不见高低起伏而显得很光滑。对于空间—时间亦是如此。因此在非常小的尺度下,空间—时间是十维的,并且是高度弯曲的,但在更大的尺度下,你看不见曲率或者额外的维数。

想要恒星和星系之间旅行,即实现星际旅行,科学可行的办法是,通过更高的维数抄近路。

这一点可用以下方法描述,想像我们生活的空间只有二维,并且弯曲成像一个锚圈或环的表面。你在这圈的内侧的一边而要到另一边去,则你必须沿着圈的内边缘走一圈。然而,如果科技能进入第三维空间,则可以直穿过去,即跨维度旅行。

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