99%的人都不理解:超弦理论与平行宇宙是什么?在我们普通人的认知当中,事物一般都是三维立体的,加上时间的概念,构成了我们所熟知的四维宇宙,但是无论是牛顿还是爱因斯坦,都提出了宇宙可能存在多维空间,平行宇宙当中,10维空间也是可能存在的,那么这样的超弦理论和平行宇宙,到底是怎么回事呢?
量子力学中波和粒子被认为是同一现象的两个不同表现,弦理论认为每一种振动模式都对应着一种粒子,特定弦的振动频率决定了粒子的能量和质量,一根弦的不同振动模式可以形成我们现在所熟知的基本粒子。 比如,根据弦理论,粒子被看作是长度为普朗克尺度一维弦,在引入费米子的座标后,科学家提出了超弦理论。
超弦理论暗示的平行宇宙时空必须拥有十个维度,时空中也存在超对称现象,但没有真空稳定态的问题,超弦理论的形成意味着此类平行宇宙并非由粒子和场构成的时空,宇宙不仅是四维时空,而是多维的。10维超弦理论避免了量子力学与广义相对论合并时遇到的重整化问题,还在一定程度上连接了强力、弱力、电磁力以及引力四种基本力。
我们所处的时空是4维的,三维时空加上一维的时间。需要指出的是,我们熟知的牛顿力学、广义相对论、电动力学还有量子场论等都可以存在于高维时空,不但可以在四维时空中进行完好地表达,也满足四维以上的时空,没有迹象表示这些理论不适合高维时空。
上个世纪90年代中期,南加州大学超弦会议上,物理学家威顿等公布了有关超弦的研究成果,涉及对偶性与不同超对称理论,科学家发现可以用不同的维数膜来研究对偶性,超弦理论下的10维时空透过强耦合极限可以形成11维的时空,由此诞生了M理论。10维时空中一根弦围绕在第11维度的膜上,由此M理论拥有了一个强大的膜空间,统一了五种超弦理论和11维超引力理论。
M理论的发展成熟意味着我们的宇宙建立高维时空中,完全颠覆了我们对宇宙是四维时空的概念,同时由M理论构造出的平行宇宙存在于一个膜的世界中。科学家发现时空是10维的,减去我们看见的3维时空还有7个维度,这些额外的空间必须进行紧致化处理,将其卷曲成普朗克尺度,因此我们看不到这样的维度,加上1维的时间,正是我们现在看到的时空。