第24章 额外维度:你是在里面,还是在外面
可我一直没有找到我要找的东西。
阿西娜有关一维世界、膜和五维世界的梦境经过了几代,一直流传到艾克四十二世那里。听到这些故事后,他决定确认一下,这其中是否有一定道理。于是他又搬出了他的Alicxvr,要到极小的尺度下探索——不必小到让弦出现,只要小到让他足以看清是否存在第五维度。对于他的问题,Alicxvr的回答是,直接将他送进这个五维世界。
但艾克并不十分满意,他还记得以前当他胡乱扳动超级驱动装置时出现过的怪事,于是,他再次扳动操作杆——事情再次发生了急剧的变化。眼前熟悉的事物艾克统统找不到了,他只知道一件事:第五维度不见了。
艾克被搞糊涂了,因此他到太空网上搜索,看看关于“维度”都能找到些什么答案。他浏览了无数个网站,这都是从那些更加令人难辨真伪的垃圾邮件里找到的。很快他就意识到,他必须要将搜索范围再明确一下。但搜了半天,始终没有找到一个明确的答案,最后他想,凭这一时半会儿也弄不明白维度的根本来源,不如还是转而关注时间旅行吧。
物理学进入了一个非凡的世纪,曾是科幻小说领地的地方如今已进入到理论——甚至实验领域。有关额外维度的全新的理论发现,已无可逆转地改变了当今粒子物理学家、天体物理学家以及宇宙学家对世界的思考。单从发现的数量和速度来看,对一些潜在的神奇可能,我们触及的或许只是其肤浅的表面,每个观点都在自行发展成长。
但是,许多问题还有待充分解答,我们的路途远未结束。粒子物理学家仍想知道,为什么我们只看到这几种力,是否还有其他的力?我们熟知的粒子的质量和性质的来源是什么?我们还想知道弦理论是否正确,如果正确,它又怎样与我们的世界联系起来?
最新的宇宙观察给我们提出了更多的谜题,这都是我们要面对的。宇宙中大多数的物质和能量是由什么构成的?在宇宙演变早期,是否有一个短暂的快速膨胀时期?如若这样,是什么引起了这种膨胀?所有人都想知道,宇宙之初是什么样子?
现在我们知道,引力在不同的距离尺度上可以有非常不同的表现。在很小的距离上,只有量子引力论,比如弦理论,才可能描述引力;在更大的距离尺度上,广义相对论完美地适用;但在宏大的距离尺度上,穿越宇宙的最新发现提出了一些宇宙学谜题,比如,是什么加速了它的膨胀?而在更大的距离,我们则到达了宇宙视界,超出视界之外的地方,我们一无所知。
额外维度理论的一个引人入胜的方面是,它们在不同尺度上会自然形成不同的结果。在这些理论里,引力展示了在小于卷曲维尺度的小距离的行为,或在小到没有任何效应的曲率处的行为,这些行为不同于在维度不可见或弯曲很重要的更大距离上的行为。这使我们有理由相信,额外维度最终会帮助我们理解宇宙的一些神秘特征。如果我们确实生活在一个多维世界里,我们当然不会忽略它的宇宙学意义。这一课题已有了一些研究,但我相信还有更多有趣的结果在等待着我们去发掘。
我希望物理学从这里出发去往何方呢?有数不胜数的可能性。但是先让我来描述几个令人迷惑的发现,一些很快就将接近答案的理论。这些谜题都围绕着一个问题,此时提出也许有点令人吃惊,这就是:究竟什么是维度
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