专栏名称: 宇宙解码
宇宙起源,黑洞,虫洞,多维空间,相对论,量子力学,地外文明,迷失古迹,不解之谜,科技前沿。
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宇宙中的这些高维度存在于什么地方?

宇宙解码  · 公众号  · 科学  · 2017-07-08 17:57

正文

如果超空间确实在自然界中存在,而不是仅仅存在于纯数学中,那么弦 理论家们就必须要面对远在1921年就闲扰着希奥多尔卡鲁扎(Theodr Kaluza)和菲利克斯克莱恩(Felix Klein)的同样的一些问题,那时他们建立了 世界上第一个高维数理论:这些高维度存在于什么地方?

卡鲁扎,过去是个默默无闻的数学家,给爱因斯坦写了一封信,建议用五个 维度(一个时间维度和四个空间维度)来构建爱因斯坦的方程式。



从数学上来 讲,这不成问题,因为爱因斯坦那些等式以任何维度都可以写得面面俱到。但是 那封信中包含了一项令人吃惊的发现:如果人为地把这一个五维方程式中所包 含的那些四维部分分离出来,你会自然而然地发现麦克斯韦的光理论,



简直像变 魔术一样!换句话说,只要我们简单地加上一个第五维度,麦克斯韦的电磁力理 论就从爱因斯坦的引力方程中脱颖而出了。虽然我们看不见第五维度,但第五 维度可以形成波纹,而它们是与光波对应的!这是个皆大欢喜的结果,因为过去 150年中,一代又一代的物理学家和工程师都不得不死背艰涩的麦克斯韦方程 式。而现在,这些复杂的方程式轻而易举地就从第五维度中我们可以找到的最 简单的振动中显现了。



想象一池浅水中鱼紧贴着荷叶下面游动的情景,



把它们的“宇宙”想象成只 有两个维度。我们的三维空间可能就超出了它们的体验。但是可以有一种方法 使它们察觉到第三个维度的存在。如果下雨了,它们可以清楚地看到水波形成 的影子沿着池塘的水面漫延开去。与此类似,虽然我们看不见第五维度,但第五 维度中的波纹,在我们看来就是光。







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