第五維度

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更新時間: 2013-09-14

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騰訊科技訊(亮亮/編譯)據國外媒體報道,在瑞士日內瓦歐洲粒子物理研究所(CERN)工作的科學家表示,「大爆炸項目」將最早在明年獲得證明第五維度(即長、寬、高等三維空間和時間以外的維度)存在的第一手證據。在過去的8個月內,根據大型強子對撞機(LHD)試驗的結果,科學家認為可以在明年內證明神秘的希格斯玻色子(Higgs boson)是否真的存在,希格斯玻色子即是粒子,別稱為上帝粒子(God particle)。

  第五維空間
  【五維空間的研究】
  據俄《宇宙信息分析高架網》報道,俄羅斯引力協會科學家在烏里揚諾夫斯克市舉辦的宇宙學研討會上稱,人類可以沿「黑洞」在時間機器上旅行。國立莫斯科大學德米特里·戈利采夫教授指出,宇宙學家發現了令愛因斯坦相對論受到懷疑的第五維空間。
  科學家們認為,三維空間模型已經是非現實的,現在宇宙學家將時間看作第四維,而第五維指的是能量無界限。根據科學家的假設,宇宙是平坦的,而這就有可能作時光旅行。
  宇宙學家認為,如果能成功建成特殊的時間機器的話,通過黑洞就可以完成這樣的旅行。這樣的時間機器將能從一個黑洞向另一個黑洞打通路程,突然出現在我們預先規定的將來,或是出現在我們預先規定的過去。存在這樣一種可能性,即通過相反途徑很容易返回到我們的空間中來。
  雖然現在時間機器還沒有發明出來,但是戈利采夫教授指出,黑洞已經能在實驗室條件下產生。
  【五維空間的特徵】
  假設無數的時間軸線集合起來,會構成什麼呢?
  一個時間平面。這個時間平面就是五維空間,它是由無數個四維空間根據某一軸線集合而成的。我們可以想象,一個五維空間的物體,應該是跨越不同時間軸線的。在任意一個時間軸線上我們只能觀察到它的一部分。
  【暗物質和第五維】
  五維空間的提出,跟暗物質發現是密切相關的,學界說法呢,就是:暗物質發現證實意味著人類知識能力進入五維空間,是個突破性的質變,譬如,五維空間可能有助於獲得「反物質」能源。那能源有多厲害?科學家們介紹說,一個一分錢硬幣大小質量的「反物質」能源,其能量釋放可使現有特大宇航作業做60次往返,且十分接近光速。宇宙里到處都有暗物質,獲得反物質能源是「隨時隨地」可取的。就是說呢,那樣一來,不僅是太陽系或銀河系旅行了,就是做做星系旅行、甚至通過時空隧道(蟲洞)做兩個宇宙間的旅行,也不是可望而不可及的了。
  更有意味的是,一旦實現五維空間能源的認識證實和獲得能力,那就意味著進入六維空間的大門打開了。譬如,獲獎的那個著名的哈勃宇宙大爆炸照片圖,是迄今為止人類所認識到的距離大爆炸最近的觀察,而在那以前宇宙是啥樣和咋回事,還都是科學猜測。「超弦」理論證明了10維空間,說明了宇宙大爆炸后的六維及五維衰變是今日宇宙形成的關鍵。而實現五維空間證明和打開六維空間大門,就意味著突破那個最近觀察、人類認識能力向宇宙最初狀態又邁近了關鍵一步。
  【第五維空間是否存在】
  科學家們試圖通過粒子對撞機探索量子宇宙,重現約140億年前誕生宇宙的大爆炸后的情形。哈佛美女教授挑戰愛因斯坦,認為還有另一個神秘空間和世界存在……
  在哈佛大學的一間實驗室里,一位女教授正在做一個核裂變的實驗。突然,她發現一個微粒竟然離奇地消失得無影無蹤。它會跑到哪兒去?女教授大膽提出一個新的設想:我們的世界中存在一個人類所看不到的第五維空間。
  這就是登上《時代》「100名最有影響力人物」之一,被公認為當今全球最權威的額外維度物理學家的哈佛美女教授麗莎·藍道爾。
  麗莎·藍道爾大膽的設想立刻引起了國際物理學界的震驚。要知道,根據愛因斯坦的廣義相對論,人類生存的三維空間加上時間軸,構成的是「四維時空」。於是,哈佛美女教授挑戰愛因斯坦的消息一時傳遍了全球。
  那麼,這個神秘的第五維空間到底是什麼?本報記者通過電子郵件聯繫到了這位美女教授麗莎·藍道爾。
  實驗中的微粒離奇消失了
  「在我的一次實驗中,一些微粒莫名其妙地消失了,我認為它們是跑到了我們看不到的另外的空間里去了。它們其實離我們並不遙遠,只是很好的隱藏了起來。」麗莎·藍道爾說。
  藍道爾將這個「我們看不到的空間」稱為「第五維空間」。
  如果藍道爾所說的第五維空間存在,那麼為什麼我們會看不到它?藍道爾教授解釋說:「這個額外存在的維度非常微小,如果某些事物足夠的小,你就不能夠感受到它的存在。」
  中國科學院理論物理研究所的研究員李淼給我們打了一個比方。這就好比我們看來就是一根線的物體,如果用放大鏡觀察,就可以發現其實裡面還有另外的世界———裡面的纖維有粗有細,有不同的方向。
  這就是我們看不見藍道爾教授假設的第五維空間的原因,因為維度太小了。
  美女教授挑戰愛因斯坦「四維時空」
  麗莎·藍道爾的大膽設想震驚了國際物理學界。
  有觀點認為,這位哈佛美女教授是對愛因斯坦提出了挑戰。因為根據愛因斯坦的廣義相對論,我們的世界是「四維」的。
  李淼解釋說,「四維」是一個時空的概念。它是指人類存在的三維空間再加上一個時間。這是愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的概念。我們的宇宙是由時間和空間構成;時空的關係,是在空間的架構上,即在普通三維空間的長、寬、高三條軸外,又加上了一條時間軸。
  李淼教授是國內研究高度空間的專家之一,他告訴記者,藍道爾教授的研究應該說是愛因斯坦「四維時空」理論的延伸。研究高度空間是為了將我們現在所知道的力統一起來。比如電磁力和引力,因為在我們這個低維度空間里看起來表現形式不同的各種力,在更高維度的空間里可能就是一個力。
  第五維空間引出另一個未知世界
  在藍道爾教授的理論中,如果第五維空間真的存在,那麼很可能還存在著另一個神秘的三維世界。
  這就是說,我們人類生活在一個無限大的五維空間中,不過,我們只能感知到其中的四維———空間和時間,另有一個維度我們無法看見。然而,就在這五個維度共同組成的空間中,還有另一個不為我們所知的三維世界存在。
  藍道爾告訴記者,那個「世界」的物質組成將完全不同於我們所能感知的這個世界———其化學成分和存在的力與我們的世界全然不同。它唯一與我們分享的就是重力。只有重力產生的能量,可以穿梭於兩個不同的「世界」。
  目前,科學家們正在努力找出重力以外可以穿梭於兩個不同「世界」的其他物質。這樣一來,就可以找出存在於五維空間中的世界,甚至發現時光隧道。不過,藍道爾認為,人類目前還沒有能力離開賴以生存的這個世界。
  「第五維空間」將被進行驗證
  如果發現了第五維空間,就可以解決物理界一直以來的一個謎團:與電磁力和其他力相比,重力為什麼會如此脆弱?比如,一塊小小的磁鐵就可以將曲別針吸起來,要知道,磁鐵的對手事實上是擁有地心引力的整個星球!
  藍道爾透露說,最快在明年,她就可以把「第五維空間」從假設變成全新的理論。
  這是因為,歐洲原子核研究中心(CERN)目前正在瑞士和法國的邊境地下100多米深處,興建一台世界規模最大的大型粒子對撞機。粒子對撞機正式投入使用后,便可觀察是不是有粒子消失,進入了人類看不到的「第五維空間」。

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