人类生活的世界可能拥有十个维度,而引力能轻松穿越到高维度!

2024年11月15日15:13:04 科学 1795

引力为何显得如此微弱?为何一根小小的磁铁能吸引或排斥远超过自身重量的物体?有一个理论或许能为我们解开这个谜团,但在此之前,我们需要首先探讨一些基础的概念。

当今备受关注的量子引力理论将所有基本粒子看作是在振动的弦,而这些弦存在于一个蜷缩的高维空间中,并非我们日常所体验的三维空间。那么,究竟什么是空间的“维度”呢?

人类生活的世界可能拥有十个维度,而引力能轻松穿越到高维度! - 天天要闻

线条是我们熟知的几何实体,它仅通过长度就可以被完整描述,是一维空间的象征。设想一下,将一个点移动形成的轨迹即为线。然后,考虑一个面,它有长度和宽度,需要两个测量步骤来确定它的位置,因此它是二维的。类似地,我们可以通过让线在垂直于其自身的方向上移动,而形成一个面。

同理,立方体这样的三维形体也有其生成原理。它具有长、宽、高三个维度,需要三次测量来确定其位置。通过让正方形在垂直于其平面的方向上移动,我们就能得到立方体。而像圆柱体、球体等也是三维物体的例子。

随着维度的增加,理解起来会愈加复杂。蜷缩的高维空间的概念是数学上可行的,但在直观上却难以想象。那么,我们如何才能感知到这些额外的维度呢?

我们可以从光的扩散来进行思考。在三维空间中,点光源的亮度会随着离光源距离的平方而降低,这是因为光所照亮的区域随着距离的平方而增大。然而,这一规律仅在三维空间内有效。

在四维空间中,光的亮度会随着距离的三次方而降低;在五维空间中,亮度与距离的四次方成反比。到了十维空间,亮度则与距离的九次方成反比。

人类生活的世界可能拥有十个维度,而引力能轻松穿越到高维度! - 天天要闻

回到弦理论,假设这张膜代表了我们生活的三维宇宙,那么像夸克和电子这样的粒子,实际上可以看作是两端固定在这张膜上的弦。然而,引力子作为引力的载体,它的形态是一个闭合的圈,两端不固定在我们的三维空间内,而是可以在额外的维度中自由移动。

这可能就是引力为何显得如此微弱的原因,因为我们实际上只能感受到引力的一小部分,大部分的引力已经泄漏到了其他维度。那么,这些额外的维度究竟隐藏在哪里?

人类生活的世界可能拥有十个维度,而引力能轻松穿越到高维度! - 天天要闻

一种理论认为,这些维度其实无处不在,只是它们极其微小,以至于我们难以察觉。从足够远的距离看一根电线,它似乎只是一维的线条。但当你靠近观察,你会发现它实际上拥有额外的维度。

在最微小的尺度上,每一个空间点都蕴含着额外的维度。如果能够缩小到足够小的尺寸,你就会发现空间实际上是一个复杂的多维结构,这正是“卡丘空间”所描述的景象,这个名字得自于著名的华裔数学家丘成桐。

借助欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)等设备,科学家们可以将质子和反质子加速到极高的能量水平,足以在碰撞中产生引力子。若真能实现,我们或许能在三维空间中目睹引力子的形成,并观察它们迅速消失,进入那些隐藏的额外维度。

科学分类资讯推荐

自拍不是臭美!研究证明:经常自拍,可解锁这3大硬核好处→ - 天天要闻

自拍不是臭美!研究证明:经常自拍,可解锁这3大硬核好处→

先问大家一个问题:你会经常在朋友圈或社交平台上随手晒自拍照吗?说到自拍,在如今的时代,这已经是极为日常的一件事情了。作为一种记录的手段,任何事情都能成为我们自拍的理由,旅游留念、健身房打卡甚至只是平常出门散步,我们也可以自拍一张。
柳州发现3万年前古墓,女性墓主蜷缩长眠,牙齿万年不腐 - 天天要闻

柳州发现3万年前古墓,女性墓主蜷缩长眠,牙齿万年不腐

阅读此文前,诚邀您点击一下“关注”按钮,方便以后第一时间为您推送新的文章,同时也便于您进行讨论与分享,您的支持是我坚持创作的动力~文|徐 来编辑|徐 来《——【·前言·】——》广西柳州凤岩遗址,又挖出一具3万年前古人骨骼。
纯国产!经典计算机和量子计算机取得突破,3C6000系列芯片有多强 - 天天要闻

纯国产!经典计算机和量子计算机取得突破,3C6000系列芯片有多强

长期以来,中国在高科技领域的发展深受西方技术的影响,学习和借鉴一直是发展的主旋律。然而,中国的科研团队在学习的过程中,也从未停止自主研发的脚步,并取得了令人瞩目的成就。近期,西方媒体纷纷报道,中国在经典计算机和量子计算机领域均实现了重大突破
234亿元!科研投入创新高,蚂蚁AI再进化 - 天天要闻

234亿元!科研投入创新高,蚂蚁AI再进化

6月30日,蚂蚁集团发布的《2024年可持续发展报告》(以下简称《报告》)引发关注。从报告内容看,蚂蚁的可持续发展战略在实施三年后,进行了整体刷新,AI是一大关键词,聚焦场景包括医疗服务、理财服务等。技术始终是蚂蚁战略的底色,《报告》显示,蚂蚁2024年科研投入高达234.5亿元,连续三年研发投入占比超营收10%,巨额...
当自然邂逅科技:植物医生在央视“大国品牌”绽放东方美力 - 天天要闻

当自然邂逅科技:植物医生在央视“大国品牌”绽放东方美力

在美妆行业沉迷“概念营销”的当下,植物医生以一项硬核专利撕开竞争裂口,自2014年与中国科学院昆明植物研究所携手共建“中科昆植植物医生研发中心”,十年砥砺前行,结下累累硕果,其核心成分石斛寡糖的发现,为肌肤抗衰难题提供了新的解决方案。
动物园的狼倒毙水塘边无人过问?相关方回应:已剖检属打架溺水,将制作标本 - 天天要闻

动物园的狼倒毙水塘边无人过问?相关方回应:已剖检属打架溺水,将制作标本

6月28日,有网友反映山西省太原动物园有一头狼死亡在水塘边无人处理。华商报大风新闻记者从动物园和园林局证实,已经过剖检确定这头狼是因为打架溺水死亡,园方会做成标本处理。>>>网友发视频游客询问动物园的狼为啥倒毙水塘边6月28日,网友发布时长21秒的现场视频显示,在动物园一处水塘边,一头狼疑似口部有血迹,尸体肿...