【空間─能無盡藏乎】-續-
宇宙從137億年前大爆炸開始,演化至今已經誕生了人類文明,姑且不說除了人類之外宇宙中是否還有其他文明,就宇宙本身而言,我們仍然不太清楚。科學家認為,宇宙中還有為被發現的粒子,比如大品質弱相互作用粒子。
據奧地利維也納高能物理研究所科學家Andreas Goudelis發現,鋰元素的分佈與理論不符,我們目前在電池中大量使用的鋰元素在宇宙誕生之初就存在了,這些輕金屬在宇宙中存在的時間幾乎長達130多億年,所有的重金屬在恆星週期性覆滅中不斷被鍛造,形成我們今天所接觸到的重元素。
即便鋰元素在宇宙誕生之初就存在,但鋰的存在還提出一個問題,這就是早期宇宙的鋰含量介於一半至五分之一之間,如果當前的宇宙學理論推斷正確的話,未發現的粒子可能解決鋰元素在宇宙中的含量問題。
奧地利維也納高能物理研究所與加拿大安大略省圓周理論物理研究所的科學家聯合研究發現,在原子核形成之初,存在誇克間的相互作用,這種作用不干擾其他元素,大部分鋰在宇宙大爆炸鈹衰變時產生,但如果鈹原子與其他粒子結合,在它衰變成鋰時就可能已經摧毀了新粒子。
這樣的粒子反應也會分裂氘,雖然這只是暫時的,但是破壞氘會導致早期宇宙的粒子平衡失效,為了避免改變其他元素的豐度,宇宙中必然存在其他未被發現的粒子,它們在早期宇宙中存在過,但是如今卻沒有了。伊利諾伊大學的科學家Brian也發現,鋰元素缺失的問題和暗物質連接在一起,暗物質被認為是宇宙中無形的超正常物質,也可能是未被發現粒子的製造者。
至少到目前為止,暗物質仍然沒有被找到其真身,科學家發現暗物質粒子也會調整本不需要調整的氘豐度,這說明暗物質在其中的作用是不可低估的。
由此看出,未被發現的粒子、鋰元素失衡以及暗物質之間存在深刻的聯繫,至少我們還不清楚其中的機制是什麼。科學家認為,突破口應該在暗物質這裏,如果我們能夠發現其基本構成,或許能夠解開宇宙中大多數謎團。換句話說,如果暗物質的問題不解決,更別談對高維時空的研究了。
春秋時代周易繫辭:「易有太極,是生兩儀。兩儀生四象,四象生八卦,八卦定吉凶,吉凶生大業。是故法象莫大乎天地,變通莫大乎四時。」
戰國時代《屍子》:「上下四方曰“宇”,往古來今曰“宙”。」莊子《齊物論》:「旁日月,挾宇宙,為其吻合。」
參照以上說法,中國到了戰國時期已經有了三維空間和一維時間的概念。佛典《大智度論》與《雜阿含經》則有所謂「三千大千世界」的歸類法則。佛教的宇宙觀認為宇宙無始無終,由恆河沙數個世界所構成,也就是說只有一個宇宙,但宇宙之內有眾多個世界。“恆河沙數”是指一個極大的數目字,至於是否就是指“無限大”就不得而知了。
印度婆羅門的宗教思想起源還遠在佛教誕生之前。《往世書》〈Puranas〉 闡述無限數量的宇宙,每個宇宙有自己的神、星辰和居民。並且認為宇宙一直在作出生、死亡和再生的輪迴,每個輪迴歷時八十四億年。
《舊約聖經》《創世紀》敘述神以六天的時間創造天地日月星辰萬物和人。耶和華是唯一的真神,但是神有沒有在我們這個宇宙之外,還創造另外的宇宙呢?這一點《聖經》並無任何記載。
人類科學史上,宇宙觀的發展過程是很有趣的。早期人類以為地球是宇宙的中心,後來發現地球只是環繞著太陽運行的一顆行星。接下來天文學家發現銀河系內有億萬顆的太陽〈恆星〉,而我們的太陽只不過是靠近銀河系邊緣的一顆恆星。一直到二十世紀初期人類還以為整個宇宙就只有一個銀河系。後來是艾德溫‧哈伯〈Edwin Hubble〉發現,原來天空裡很多看起來像是一顆恆星的,其實也是個和銀河系同等級甚至更大的星系〈Galaxy〉。人類現在知道宇宙內存在著億萬個星系。
但是故事還沒結束呢!宇宙雖然廣大浩瀚,它還是一個四維〈Four-Dimension〉的時空〈Space-Time,三維空間加上一維時間〉,它還是沒有超出「上下四方曰宇,往古來今曰宙」的範圍。但是最近二十多年來理論物理學家發展出來的「弦論」〈String Theory〉認為時間雖還是一維,空間可是要九維才夠──這一下子空間由三維跳躍到九維之多!
「弦論」固然奧妙但仍有很多地方無法自圓其說。Edward Witten在1995年把當時五種「弦論」整合,提出了架構在十一維時空〈十維空間加上一維時間〉之上的M-理論〈M-theory〉。M-理論提出的宇宙模型是,宇宙是由巨大的「膜」〈membrane〉互相撞擊所產生的。目前物理界有數種「多重宇宙」〈Multiverse〉和「平行宇宙」〈Parallel Universes〉的模型,M-理論的宇宙模型只是其中之一。Edward Witten先生據說是當今全世界活著裡面的人最聰明的人之一,也是最有資格承繼愛因斯坦大師級地位的人。他堅定地相信多維空間的存在。
儘管現時有十一維時空理論,「意識」〈Consciousness〉還是沒有辦法解釋。所以宇宙是很奧妙,我們的自身也是非常奧妙。我們身體裡面的各種原子和自然界山川、花草、星辰裡的原子相同,然而我們卻是具有「自我意識」和感情的個體。這「自我意識」到底是從那裡冒出來的?有些人信誓旦旦地說,人死的瞬間體重會減輕一點點,而這是靈魂離體所引起的現象。也就是說靈魂和意識是有重量的,但在沒有科學證明之前,這種說法我們只能姑妄聽之。
也許以後會有更多維空間理論的出現。然而不管空間有幾維,我相信我的小命只有一條,相信時間只有一維而且只能前進不能後退。人在出生以後就成了 “過河卒子”,終究難逃老化,終究難逃一死。
雖然如此,誠如「弦論」所論述的,最基本的宇宙組成分子有如各種單音符〈Musical Note〉的弦,那麼我們人的生命就可以說是一首又一首的交響曲〈Symphony〉!
只要我們還活著,只要我們的「自我意識」還存在,只要我們還有奮鬥的勇氣和決心,面對這十維空間和一維時間,大自然所慷慨大方賜給予我們的就是無盡的可能性:十個無限和一個永恆!
其實在宇宙中類別繁多。比如,其他星系都是宇宙中之一組合體。在我們所謂的宇宙大世界,其實也是只是諸多中的一種,據說,我們人類所處在的宇宙是最低級的平行空間。
諾蘭的這部科幻電影《星際穿越》其實信息量非常大,對我們普通觀眾來說,可能看到震撼的畫面,聽到震撼的配樂已經很爽了。但是對於科幻迷物理迷來說,相對論,量子力學,高維度空間這些知識整合到一部電影裏,簡直可以讓他們尖叫三天三夜。
在電影這麼多信息量裏面,最吸引我的點是高維度空間這個概念。Cooper去到一個五維空間,在那裏可以看到我們現在這個三維空間,我們的時間在那裏變成了一個實體,可以被觀察,可以在裏面漫遊,縱覽過去和未來。
因為時間空間太大,導致交流困難,於是他們想到用一個可以縱橫已知所有維度的“引力”來進行溝通。Cooper利用引力,把探索到的關鍵資訊傳達給Murphy,最終Murphy依靠這個資訊拯救了地球。
而被飛船救回來的Cooper,因為時間極度壓縮的關係,導致他出去了幾天,但地球已經過了將近百年。諾蘭對這種時空之間轉換的拿捏和掌控,是電影最有魅力的地方。但是當震撼於影片的時候,隱約看到電影好像窺探到更高維度的“東西”。
為什麼會這樣認為,首先從電影我們能知道,Cooper接到未來的指引,去了太空發現了五維空間,又回到過去指引自己女兒,拯救世界。
沒有過去的拯救世界,就沒有未來的五維空間。但沒有未來的五維空間,又不能引導過去拯救世界。這整件事情,就像是一個絕對規律的系統,絕對不容許有任何差錯。
在這個系統裏,人類,空間,甚至時間,都受到某一個“東西”的桎梏。我們的所有決定,在當下都是唯一的決定,根本沒有選擇的可能性。就像Cooper一定會選擇上太空,而不會“Stay”。而Murphy也一定會拿起那塊手錶,從而發現資訊拯救世界,每個人的選擇都是唯一的選擇,重來多少次,都是一樣。把這個“東西”理解成比時間空間都要更高維度,如果這個維度有名字,可能最貼切的就是“命運”了吧。
恐怖之處就在於,我們覺得我們人生有很多選擇,有很多條路,但其實沒有,從一開始就註定,每個人只有一條路。積極的人,頭破血流都只會繼續往前走,消極的人,每天看一百遍雞湯,也還是覺得過不好這一生。
大多數在觀念裏認為宇宙就是我們的唯一,這種想法大錯特錯了。宇宙有無限大,是不是讓我們顛覆了之前的觀念了但還是有人不認可這種看法,那小編就給大家來反推一下。如果宇宙是單一存在的,我們的物質多姿多彩作何解釋。
先談談反物質,這個物質與我們人類所熟知的截然不同,其中還有暗能量、時間軸。人類知道這回事,但是完全不無法淩駕它們之上,因為高維度超越人類所知。
因此高維度的宇宙空間,會讓人類意想不到的一面,如果不太理解的話,我們就把高緯度看成是一個特異功能。這個給人類太多神秘感、摸不著感覺。在高緯度空間裏面太多東西充滿了未知,其中也會存在不少的高等智慧生命。
我們來發散一下思維,從三維空間、四維空間、五維空間、十一維度空間等
假如我們把人類生活移駕到思維空間上,在三維空間裏,時間卻我們生活是在一個平行世界。我們不再受到他們管制了。再提交一個維度來看看,如果在三維空間時間都管不了我們的話,四維度就更加不用提了,用處已經不大了。
在五維度空間裏面,人類完全可以去超越光速了,聽上去是不是很振奮人心呢!這樣如果想自由飛翔也是什麼難事了。對於目前科學家探測到最高維度就是在十一維度空間了,這裏面會有大量的智慧生命,他們的文明早就強於地球N倍了。
所謂維度越高探測到的東西自然也就會越多了,關於宇宙上的秘密實在太多,期待科學家早日深究其中。給我們普及更加宇宙小秘密─高等智慧生命所處位置,有可能是十一維度空間的一個結構面上…。
一直以來,黑洞都是科學家們忠於研究的物件,它的神秘性和強大性不斷的吸引著科研人員。日前,據外媒報導,黑洞是通往其他宇宙空間的大門?這聽起來有點兒像科幻電影中的故事情節,但事實上我們通常所認知的三維空間並不能完全解釋宇宙概念。目前,其他粒子物理學理論認為,事實上宇宙存在九維空間,黑洞可能是抵達其他維度空間的“鑰匙”。
粒子物理學的一些理論暗示,宇宙包含的秘密遠超人類已知的知識,這些未知的維度可解答從量子物理到引力等一系列問題。其中一個理論是“宇宙膜理論”,暗示多個維度存在於其他宇宙中。倫敦瑪麗女王大學的物理學家克裏斯·懷特博士稱:“膜理論屬於範圍更廣的弦理論的一部分,弦理論試圖解釋如何用單一描述概括所有力和粒子。”
他表示:“這暗示自然界的基本要素不是粒子,可能是弦、平面和更高的維度,統稱為膜。弦理論必定包括膜,其方程只在九維度空間而不是人類看到的三維空間才有意義。”弦位於九維空間,加上時間這個另一維度,因此實際是十維空間。
使用日內瓦歐洲粒子物理實驗室(CERN)的大型強子對撞機,研究人員在尋找額外維度,其中之一就是微型黑洞。懷特博士表示:“如果有合適尺寸的額外維度,LHC可能製造出小黑洞。這些黑洞可能非常快地消亡,但會在探測器裏留下輻射大爆發的痕跡。”
有關更多維度的想法,在當前人類對物理學的理解中存在一些問題。例如,與所有其他力相比,引力為何如此微弱。一小塊冰箱磁鐵就足以製造出超過地球引力的電磁力。有種理論認為,人類感覺不到所有引力的作用,因為部分引力發散到了額外維度。
暗示存在額外維度的理論預測,與原子有低能基態和高能態一樣,可能在其他維度裏有品質更大的標準粒子。懷特博士稱:“為了讓弦理論成立,也需要加入額外對稱,即超對稱,這也預測有新粒子的存在。”因此尋找這些粒子就是LHC希望找到證據的方法。有關額外維度的證據也可通過製造微型黑洞來發現。
但即使發現了額外維度的證據,也不一定能證明弦理論或膜理論是正確的。一些科學家不相信它們的存在。大不列顛皇家協會(RIGB)的理論物理學家卡洛·羅威利在7月表示:“現在我沒有看到存在其他宇宙的任何有力的證據。”但LHC繼續搜索——尋找微型黑洞和新型粒子。
懷特博士稱:“是否有積極的結果,要看是否存在有著LHC能看到的能量的膜或額外維度。如果LHC沒看到任何東西,可以排除在某一能量級下存在額外維度或超對稱。自從LHC開始後,一直定期公佈新的制約因素,並在國際會議上報告。”
如果發現,這些維度可能包含其他宇宙。LHC何時能發現這種證據還不知道。CERN發言人稱:“我們無法預測何時有結果。但你們可以肯定,一旦我們有了上述問題的結果,我們肯定將告訴全世界。”
黑洞是一個恐怖的天體,即使如此,物理學家卻認為我們的宇宙可能處於一個更大的黑洞中,而在我們宇宙中的黑洞也可能擁有其自身的宇宙,雖然該理論的提出是從另一個角度探索了宇宙的起源,但其違背了目前大多數科學家所認同的宇宙標準模型,加拿大理論物理研究所物理學家李·斯莫林認為時間是真實的,並非幻想出來的概念,而根據愛因斯坦的相對論,時間和空間不是真正的物理概念。
斯莫林認為根據我們的經歷,時間似乎並非如愛因斯坦所認為的是一種幻覺,現實生活由一系列連續的時間組成,任何的現實存在都有對應的時間,沒有任何一個物理定律可以超越時間。我們從一個新的角度看“觀察”時間是因為這樣可以使宇宙定律被我們理解,如果宇宙定律是永恆的,那麼我們將無法理解這些定律,比如根據宇宙論的解釋,時空定律在不同的環境下很可能有著不同的表達方式,不定的定義域決定了這個公式是否能適用於當前的環境中,基本粒子品質可能出現不同、作用力的大小也會不同,也可能會用不同的基本粒子和作用力。
“黑洞最重要的特性就是落入黑洞的物體“有去無回”的臨界點,而對此我們目前還無法進行測試。” 蒂博·達莫爾說道。但目前被認為是黑洞的天體也可能的確是黑洞而非蟲洞,這種情況也並非不可能。目前存在不少關於黑洞形成的可行情景,例如大品質恒星的坍塌,但有關蟲洞是如何形成的則仍是未知數。蟲洞是一種理論上存在于時空脈絡中的管路,它在宇宙的不同地點之間建立起捷徑通道。
研究人員猜測,宇宙中充斥著數以百萬計的“蟲洞”,但很少有直徑超過10萬公里的,而這個寬度正是太空飛船安全航行的最低要求。“負品質”的發現為利用“蟲洞”創造了新的契機,可以使用它去擴大和穩定細小的“蟲洞”。
研究人員指出,如果把“負品質”傳送到“蟲洞”中,把“蟲洞”打開,並強化它的結構,使其穩定,就可以使太空飛船通過。然而這只是設想,我們還沒有在宇宙中發現蟲洞的存在,一切還需要更多強有力的證據。
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