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两百年来的科学史——宇宙

2018年12月14日  来源:中科院物理所 作者: 提供人:peito552209@163.c......

1、创世时间表

# 10E-43秒,十维宇宙分裂成一个四维宇宙和一个六维宇宙。六维宇宙崩溃,缩成10E-32公尺。四维宇宙(我们今天所在的宇宙)则迅速爆炸,此时的温度高达10E32(10的32次方)度;# 10E-35秒,大一统作用力崩解;# 10E-9秒,电弱对称崩解,此时的温度是10E15度;# 10E-3秒,夸克开始凝聚,中子与质子出现,此时的温度是10E14度;# 3分钟,质子与中子开始凝聚成稳定的原子核;# 30万年,电子开始凝聚在原子核周围,第一个原子出现;# 30亿年,第一个似星体(quasar)出现;# 50亿年,第一个星系出现;# 100~150亿年,太阳系诞生,又经过数十亿年,地球上出现了第一个生命

这个时间表,是哪位大神写的科幻小说吧?NO!这是目前已经成为众多科学家普遍共识的创世时间表。的确,表中所述的那个数量级上的时间、长度、温度等等所有的数值,没有任何一个是可以直接测量的,因为目前咱们人类的技术和工具水平,还远远不能企及到那个数量级。但是,人类的心智却做到了。这个时间表里面的每一个数字的背后,都是一堆严密的公式和演算,都有一群知名或者不知名的物理学家和数学家,他们是我们人类最智慧的大脑。回到时间表的第一个事件,“十维宇宙分裂”,这就是我们今天的主题了:超维度空间。让我们一起看看,两百年来,科学家们是如何探究世界的本源的。让我们先厘清一个重要概念:

2、维度和多维宇宙

一只在直线上行走的毛毛虫只能前后移动,所以,我们把直线或曲线叫做:一维空间;

一只阿米巴扁平虫可以在球面上前后左右移动,所以,我们把平面或曲面叫做:二维空间;

一只鸟在我们的空间可以上下前后左右移动,所以,我们的空间叫做是:三维空间;

加上时间一维,我们的世界是四维的,合称时空。在这个时空中你要准确标定一个点,需要四个数字,比如:淮海路、马当路交界,二楼,下午四点。

依此类推……

如果,有人告诉你,多维空间(四维以上)的人,看着我们的保险柜或房子时根本就是内外一目了然,就像我们看着二维平面上的圆圈一样,你会不会大惑不解、无法想象、或者毛骨悚然?

当然,对于“眼见为凭”来说,这其实涉入了一个哲学难题。如果眼见才是真实的,那么高维度的对象就不是真实的。但从另一个角度来看,人不过是动物中的一种,阿米巴扁平虫只能感知二维的世界,我们如何证明我们所能感知的所谓“真实”,岂不是也受限于我们自己的认知条件?必须承认的事实是:人类的大脑和眼睛,只是为了应付三维空间和四维时空的各种情况演化出来的,因此它们不具备辨识和解析高维度空间物体的能力。超弦理论认为:宇宙真正的时空,其实是一个十维的空间,其中四维是爱因斯坦的时空流形(也就是我们的日常生活空间),另外一个和它’垂直’的还有一个很小很小的六维流形。在这个十维空间中,有一种最小单位的弦纵横其中。以类比的说法,十维空间是宇宙这座大琴的音箱,拨动这些弦造成不同的音高与音色,于是产生不同的基本粒子,进而发展出所有的物质与作用力。(最新的M理论,有别于超弦理论,认为宇宙是从十一维开始演进的。)

物理 / 宇宙 / 爱因斯坦 / 太阳系 / 马克斯·普朗克

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