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四维空间中有什么?凭什么科学家认为宇宙存在11个维度?

 edenclub 2021-03-13

宇宙的本质是什么?科学家们一直在寻找这个问题的答案。不同的理论模型可以得到不同的答案,但目前的宇宙模型大多存在一定的缺陷,不能完美解释整个宇宙。

对于人类来说,四维是宇宙的最低维度。爱因斯坦的相对论认为,时间和空间密不可分,它们共同构成了“四维时空”,即我们所生活的宇宙。由长、宽、高组成的空间概念和一个时间轴共同构成了我们的宇宙。

“M理论”认为,除了我们的宇宙,还有其他维度。m理论结合了5个超弦理论和11个不同的维度。为什么科学家可以在没有找到四维空间入口的情况下确定宇宙有11维?

首先,我们需要搞清楚“四维时空”和“四维空间”的区别。我们生活的宇宙是一个“四维时空”,在三维空间的基础上增加了一个“时间维度”,我们可以简单理解,但不能对其产生任何影响。

四维空间是人类无法理解的,因为人类只能理解三维空间。比如一只蚂蚁在搬运食物,我们用镊子把蚂蚁的食物拿走。食物去了蚂蚁哪里?因为蚂蚁只能理解二维空间,对于它来说,这块食物相当于“凭空消失”。人类不可能像这只蚂蚁一样理解四维空间去思考食物为什么凭空消失。

时间的本质是描述物体运动的速度,而不是一个标准的欧氏空间维度。所以我们虽然生活在四维时空,但本质上是三维空间的生物,无法理解其他维度的一切。人类即使进入其他维度,也只能在其他维度的三维空间中存在。

就像影子一样,虽然存在于三维空间,但也只能以二维的形式存在,随着三维空间的变化而被拉伸和延伸。如果进入更高维度的空间,我们并不会变得无所不能,反而会落得悲惨的下场。

既然人类无法理解其他维度,为什么科学家认为宇宙中存在其他维度?这些高维空间以后应该怎么找?

众所周知,现代物理学的基础理论“相对论”和“量子力学”之间存在着矛盾。严格来说,人类目前的物理理论并不完全正确,所以科学家们想找到一个“大统一”的理论。在这种背景下,“弦理论”应运而生。

随着时间的推移,弦理论逐渐被很多科学家完善,随之而来的是“超弦理论”和“M理论”。M理论描述的宇宙是11维的,可以说M理论的核心内容是“多维空间”。m理论很大程度上依赖于几何学。

在我们的概念中,宇宙是一个几何空间,但在这些理论中,我们的宇宙其实只是其他维度之间的“膜”。这个观点也可以证明为什么天文学上观测到的宇宙是绝对平坦的,我们的宇宙之外有很多膜。膜和膜的膨胀导致四种基本粒子的产生。BIGBANG也是由于膜之间的碰撞。

科学家之所以提出这些更高维度,是为了得到一个统一的理论,用来解释宇宙的本质和所有问题的答案。在这个理论中,为了解释一切,11维超重力理论是必要的基础,在这个基础上我们可以解释所有物质的性质。

如果M理论成立,那么宇宙中一定存在其他维度。我们找不到这些维度,是因为它们足够小,而且极其弯曲,小到我们根本找不到,但它们确实存在于我们的宇宙中。

即使找不到四维空间,我们仍然可以确认11维宇宙的存在,因为要完善M理论,多维空间是一切的基础,宇宙中有很多现象我们无法解释。M理论是目前最有希望解释一切的理论,但是M理论对于整个宇宙来说还是很片面的,人类需要更多的努力去研究整个宇宙的本质。

我们可以用公式简单地推导出其他维度空间,但我们很难想象其他维度以什么形式存在。也有很多人不认同弦理论,认为宇宙的本质不是多维的。

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