青少年科普 | 前沿关注 | 空间探索 | 生命科学 | 国防时空 | 生活顾问 | 自然世界 | 科学漫谈 | 信息时代 | 科普视频 | 科普论坛
首页 | 科协在线 | 地震扫描 | 北方瓷都 | 钢铁工业 | 煤炭产业 | 冀东文化 | 唐山名人 | 网上科技馆 | 科普动画 | 下载区
网站公告
会员登录
 用户名
 密  码
 验证码
站内搜索
 范  围
 关键词
本类热点Top10
NASA 计划炸彗星 俄占星家不答应
2005年第一份天象大餐:新彗星约会七仙女
“深度撞击”直接证明彗星上有冰
相对论带来五大发现之宇宙大爆炸
保护宇宙环境刻不容缓
月球诞生之谜
土卫六可能20亿年后出现生命
科学家在实验室合成出“恒星尘埃”
最美丽的行星——土星
月球,巨大的资源宝库
当前位置:首页>>空间探索>>日月星辰>>阅读文章
早期宇宙可能只以2维形式存在
添加时间:2011/3/29  作者:常丽君  来源:科技日报  点击:1030  
【 双击滚屏 】 【 收藏 】 【 打印 】 【 关闭 】 【 字体: 】 
据美国物理学家组织网近日报道,美国两所大学的物理学家从理论上论证了宇宙中存在更低维度的可能性,即在宇宙早期,可能只有2维,也就是1维空间加1维时间,当时的宇宙比现在更小但能量水平和温度要高得多。他们通过观察宇宙射线,发现了一些与低维度概念相关的实验证据,并提出了一种能在实验中探测低维度的方法。该研究发表在最近出版的《物理评论快报》上。

  根据某些理论推测,宇宙要超出我们已知的4维时空(3维空间加1维时间),可能有5维、10维、26维甚至更多。这些超维度“隐藏”在我们所看到的3维空间中,但都未能在实验中探测到,其存在只是一种数学上的预测。研究低维时空的重要意义在于一种科学范式的变化,也是解决这些长期存在的物理学问题的全新途径。

  去年,包括纽约州立大学布法罗分校(SUNY at Buffalo)科学家在内的几个物理小组提出了一种低维时空理论框架,即只有1维空间加1维时间,宇宙是直线的形式,而以某种方式“缠绕包裹”形成了现在这个看起来是3维加1维的时空。

  科学家并不知道宇宙维度在什么时候发生了变化,但他们认为,宇宙能量水平和大小直接决定了它的维数。根据预测,当宇宙能量约为100特电子伏(1特电子伏=1万亿电子伏)或更低时,宇宙从1维空间加1维时间变成了2维空间加1维时间;在宇宙能量变为1特电子伏之后,从2维空间加1维时间变成了3维空间加1维时间;而现在宇宙的能量约为0.001特电子伏。

  纽约州立大学布法罗分校和洛约拉马利蒙特大学洛杉矶分校物理学家乔纳斯·穆瑞卡合作,研究了来自太空的宇宙射线粒子族系,发现当能量超过1特电子伏时,能量流动主要呈现为2维平面的样子。这意味着当超过一定能量水平时,粒子是以2维而不是3维的形式传播,宇宙在高能水平时可能以更低维度的形式存在。

  最近,他们还提出了另一种探测低维度是否存在的实验。该实验基于平面化的2维空间加1维时间,在这一时期,万有引力的自由度消失,万有引力波和引力子无法产生。他们认为,将来万有引力波探测仪深入到太空深处时,可能会发现早期的万有引力波在超过一定频率后无法产生,而这一频率代表了维度的转变。向过去追溯,可能会显出空间的一个维度“消失了”。

  尽管要检测到1维空间加1维时间的存在很难,但不是没可能。研究人员认为,如果从2维到1维的转变尺度是10特电子伏的话,这还在LHC(大型强子对撞机)和宇宙射线实验的能力范围之内。

  对于宇宙学家来说,高能低维有很多优势。比如在2维空间加1维时间和1维空间加1维时间中的量子万有引力模型能克服在3维空间加1维时间中的一些困扰,减少时空维数还能解决宇宙常数的问题,此时宇宙常数能适应观察者而不用去配合理论推算。甚至还有一种可能,就是存在某种能量隐藏在目前这个折叠的3维空间加1维时间之间,未来宇宙能量水平降低到另一个转折点,4维空间加1维时间可能出现。

相关文章
[ 日月星辰 ] 太阳风暴,能像预报天气那样预测? (2017/4/13)
[ 日月星辰 ] 2014年天象“谢幕”之作小熊座流星雨23日夜空绽放 (2014/12/22)
[ 日月星辰 ] 流星雨、日环食等四大天象齐聚5月天宇 (2013/5/3)
[ 地球报告 ] 科普:地核温度有多高 (2013/5/3)
[ 日月星辰 ] 爱因斯坦再次胜利:时空本质平滑而非泡沫状 (2013/1/15)
[ 日月星辰 ] 2013最亮彗星亮度超月亮:明年11月肉眼可见 (2012/12/19)
[ 日月星辰 ] 众包模式助力研究:科学家请你解决暗物质之谜 (2012/11/22)
[ 日月星辰 ] 科学家观测恒星死亡:揭示太阳系未来命运 (2012/11/19)

设为首页 - 加入收藏 - 网站简介 - 版权申明 - 联系方式 - 网站合作 - 意见建议 - 网站地图
唐山市科学技术协会主办 Copyright © 2004-2005 唐山科普在线 版权所有 未经授权禁止复制或建立镜像
北京光蓝网络科技有限公司 提供技术支持 Powered by Glaer GIP(TM) V3.0
冀ICP备05016301号-1  网络不良与垃圾信息举报中心