宇宙是幾維的空間,地球屬於幾維空間 太陽系屬於幾維空間 宇宙屬於幾維空間 宇宙中的宇宙又屬於幾維空間

時間 2021-09-05 20:00:51

1樓:想你的藗

神秘的宇宙和人類的經驗世界如此不同,我們所能感受的三維世界也許只是宇宙中多維空間的乙個小島。近日,東京大學上演了一場爆棚演講。主講人哈佛大學理論物理學教授麗薩·蘭道爾的到場,讓所有聽眾躁動起來——不僅因為她的美貌,更因為她給人們呈現了乙個超乎想象的多維世界。

第五維空間 在** 哈佛大學理論物理學教授麗薩·蘭道爾,是近年來理論物理學界的佼佼者。2023年,她和同事拉曼·桑卓姆發表了轟動一時的兩篇**,至今,這兩篇**的引用率在理論物理學界仍排名第一。根據**建立的模型,她假設了宇宙中存在著超越我們所處的四維(長、寬、高組成的三維空間+時間)時空之外的第五維或更多維的宇宙空間。

這一理論也恰好解釋了,困擾科學界多年的引力相比其他3個基本力羸弱不堪的原因。 科學家發現,宇宙基本由4種力相互作用而成。它們是引力、電磁力、強力和弱力。

引力源於物體質量的相互吸引,兩個有質量的物體間存在引力;電磁力是由粒子的電荷產生的,乙個粒子可以帶正電荷,或者帶負電荷,同性電荷相斥,異性電荷相吸;強力主要是把夸克結合在一起的力;弱力的作用是改變粒子而不對粒子產生推和拉的效應,像核聚變和核裂變這兩個過程都是受弱力支配的。(注:人們普遍認為,物質是由分子構成的,分子是由原子構成的,原子由電子、質子、中子等基本粒子組成,而基本粒子則由更基本的亞粒子組成。

這種亞粒子也就是人們常說的「夸克」。) 令人不可思議的是,這4種基本力的相對強度以及作用範圍都有巨大區別。從相對強度上來說,假定以電磁力為乙個單位強度,則強力要比這個單位大100倍,弱力只有這個單位的1/1000,引力小到幾乎可以忽略不計:

在微觀世界中,它只有電磁力的1/1040(10的40次方)!從範圍上看,引力主要體現在巨集觀世界,其他3種基本力主要在微觀世界起作用。 也許你並不覺得引力微不足道,至少當我們從高處墜落時,那可不是鬧著玩的。

但是同電磁力比起來,它的確相當「 虛弱」,比如,整個地球產生的引力作用在一根針上,只不過是讓它在桌子上安靜地躺著,我們拿起一小塊磁鐵便能將它輕鬆吸起。奇特的是,引力在宇宙中卻能左右巨大星系的運轉。 對此,蘭道爾的理論模型給出了解釋:

「我們假設引力存在於與我們所處的三維時空不同的另一張膜上,而引力膜和我們所在的膜之間,被第五維空間或更多維空間隔開。其他3種基本力被限制在我們的膜上,而引力則在宇宙中均勻分布。對我們這樣的三維空間來說,它的強大力量從宇宙中多維空間中『洩漏』出來後被大大弱化了。

」 若果真如此,那麼五維或多維空間究竟在哪兒?它們又如何不同於我們的三維空間世界? 為什麼會有 多維空間 事實上,是否存在多維空間的猜想,早在2023年就被愛因斯坦的「粉絲」德國數學家卡魯扎提出過,後來經過瑞典理論物理學家克萊茵的改進,成為「第五維度」的思想,並被後人統稱為卡魯扎-克萊恩理論(或kk理論)。

遺憾的是,這個理論最終未能自圓其說,只能不了了之。 後來,相對論和量子理論——這兩大現代物理理論基石相繼誕生,有趣的是,二者之間不能通用且充滿矛盾。 愛因斯坦的廣義相對論是關於引力的理論,他認為空間是有形狀的,當沒有任何物質或能量存在時,空間是平直光滑的,當乙個大質量物體進入空間後,平直的空間就發生了彎曲凹陷。

這就像在一條繃緊的床單上放乙個保齡球,床單馬上就凹陷下去,而所謂的引力就是通過這樣的空間彎曲而體現的。為什麼地球會繞著太陽執行?因為地球滾入了太陽周邊彎曲空間的一道「溝谷」。

而如果物體質量太小,空間彎曲幾乎為零,也就感受不到引力的作用。因此,人和人之間,甚至建築物等普通物體之間的引力作用可以忽略不計。 但相對論的空間幾何形狀變化,解釋不了其他3種基本力——電磁力、強力和弱力的作用原理。

在微觀世界裡,空間根本就不是平滑的,無數的粒子在永不停息地劇烈運動,可見,廣義相對論的平滑空間前提在這裡講不通。 而量子理論卻能解釋這3種力的行為:量子理論認為,宇宙中所有的物質最終由數百種不同的基本粒子組成,而力則是由粒子的交換而來的。

但粒子交換也不能解釋引力現象,因為在微觀世界裡,粒子的自身質量不僅小到幾乎沒有,還總在雜亂無章地運動,它們之間的引力又從何談起呢? 相對論和量子理論的尖銳矛盾,使科學家不得不另闢蹊徑。上世紀60年代,乙個嶄新的理論——超弦理論出現了。

超弦理論認為,在每乙個基本粒子內部,都有一根細細的線在振動,這根細細的線被科學家形象地稱為「弦」。依照弦理論,每種基本粒子所表現的性質都源自它內部弦的不同振動模式,弦的振動 越劇烈,粒子的能量就越大;振動越輕柔,粒子的能量就越小。振動較劇烈的粒子質量較大,振動較輕柔的粒子質量較小。

而所有的弦都是絕對相同的。不同的基本粒子實際上在相同的弦上彈奏著不同的「音調」。由無數這樣振動著的弦組成的宇宙,就像一支偉大的交響曲。

不過,弦的運動是十分複雜的,以至於三維空間已經無法容納它的運動模式。 在今天的超弦理論中,科學家已經計算出十維空間結構(還有些方法甚至計算出了二十六維)。而空間的維數越高,越能容納更多的運動形式。

由此,宇宙的時空維數是高維的,三維空間僅僅是一種最簡單的情形。 三維以上的空間 是隱匿的? 如果真有十維空間,我們為什麼只能察覺到三個維度呢?

除了時間維度之外,另外六個又在**? 一些科學家認為:計算出來的空間維度不一定和經驗維度相同。

或許另外六個維度的空間以某種方式隱匿起來,人在日常生活中難以察覺。記得獲得2023年諾貝爾物理學獎的美國物理學家格拉肖曾抱怨過:「我總是被那些搞超弦理論的人打擾,因為他們從不談一些和真實世界有關的事。

」 對這個問題,蘭道爾倒是泰然處之,她最近提出了乙個「放鬆原則」:想太多不如什麼都不想!「看看我們的宇宙,它一路走來,始終如一。

當宇宙處於大**前的初始狀態時,存在多少維度都有可能。大**發生後,宇宙在不斷地膨脹,它會自然而然地、隨時充填需要的維度,直到穩定下來。」根據蘭道爾的計算,在宇宙膨脹過程中,三維和七維的宇宙處於相對穩定的狀態。

因此,「宇宙在演化過程中,自然會呈現出穩定的三維和七維形式。三維空間存在的範圍是最大的,這也就是為什麼我們只能察覺到今天這個三維空間構成的世界。」 當然,「如果這還滿足不了你的好奇心,你也可以把多維宇宙想像成一次買房的經歷。

當你選擇房子的時候,你不僅會看房子的空間大小,還要看它的結構、質量、地理位置、公升值潛力等各種因素,這些因素就好比宇宙的其他空間形式。」

2樓:春哥

宇宙11維 根據90年代提出的m理論(超弦理論的一種),宇宙是11維的,由震動的平面構成的。在愛因斯坦那裡,宇宙只是4維的(3維空間和1維時間),現代物理學則認為還有7維空間我們看不見。 科學家們對我們已認知的維與可能存在但未被認知的維之間的區別是如何解釋的呢?

他們打了乙個比方:乙隻螞蟻在一張紙上行走,它只能向右或向左,向前或向後走。對它來說高與低均無意義,這就是說,第3維的空間是存在的,但沒有被螞蟻所認識。

同樣,我們的世界是由4維構成的(3個空間維,1個時間維),但我們沒有覺察到所有其他的維。 根據物理學家的看法還應該有7個維。儘管有這麼多的維,但這些維是看不見的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。

為了弄清這種看法,讓我們再以螞蟻為例我們的想像。我們可以設想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙捲起來,直到卷成乙個圓筒形。如果螞蟻沿著的紙壁走,最後它又會回到出發點,這就是壓縮維的乙個例子。

如果能沿著著名的麥比烏斯帶走,也會發生上述現象,當然,它是3維的,但如果沿著它走過,總是會回到出發點的。麥比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學它有3個維,但誰在上面行走,都只能認知人乙個維。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠不會返回到原出發點。

這就是2維(或者說被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來的出發點。 超弦理論的十維空間之後,推出了十一維空間的超膜理論。 在九八年二月的『美國科學』上,有一篇介紹m理論的文章。

the theory of m: m stands for magic, mystery or member 。講了統一場論的最新進展。

乙個粒子不但有電荷的相吸,還有磁場的相互作用。兩者的統一構成引力。我們一直以為影響無限小的粒子的因素與影響著地球般大小的星球的因素是不同的。

因為過去的所有理論難以用於同時解釋粒子和星球的運動。也難以解釋引力的形成。而m理論則正是一種正在形成的可以解釋從無限小的粒子到無限大的宇宙的統一場地論學說。

文章中說這個理論為近年來越來越多的實驗所證實,可能是繼相對論以來,本世紀最偉大的物理學理論之一。據說在超弦理論的研究中,發現十維空間還有理論漏洞,新的膜理論就再在超弦的線上展拓成超膜,以十一層空間來解釋宇宙。而只有其中四維空間可為人類所感覺,其餘的感覺不到的空間,就如聲波和光譜一樣,我們人類聽不到的超聲波和也看不到紅外線,卻不因我們的不能察覺而就可認為根不存在。

正是在更高的空間裡,物體的電場和磁場相互作用形成萬有引力。也只有引入更多的空間才可以解釋為什麼分子的結構有左旋和右旋的向性不同。 而宇宙的許多自然之謎如黑洞、超自然力、意志力、時空通道等,以更多空間的理論才有可能存在和解釋。

地球屬於幾維空間?太陽系屬於幾維空間?宇宙屬於幾維空間?宇宙中的宇宙又屬於幾維空間?

3樓:眾星之管理者

宇宙都是三維的,地球、太陽系也自然是三維的。所謂時間作為第四維,其實是額外維,他與其他維度是不一樣的,僅僅是數學上作為相同計算引入的。理論中存在額外新增的維度統稱為「額外維」,是理論中新增的,也包括五維空間、十一維空間等,都只是理論中存在的,實際上從沒有驗證過。

就像中國古代哲學理論中有太初生太始,太始生太素這樣的說法,而這些只存在於理論而沒有實證。

當然,人是三維的,人感受不到三維以外的東西,就算有高維存在,也只能感受到它在三維內的投影。高於三維的存在是無法理解的。故而高維空間只存在於數學、理論物理以及幻想**中。

四維空間與平行宇宙分別是什麼?宇宙是幾維空間

定義。確定任何事物都需要四個座標 空間的三個座標和時間的乙個座標 的空間。四維空間是三維空間和時間組成的整體。三維空間其中任意一點的位置,由三個座標便可確定,其中事物其實是相對靜止的,而能夠容納生命的空間,至少是四維的。可以說,生命便是,能夠感知 記錄時間座標的空間物質。這個概念是根據任何物質都同時...

人的意識在幾維空間?我們的意識存在於幾維空間

我們人類是生存在三維空間裡的生命形式,我們的認知極限是空間只可能由長 寬 高確立,並佔據乙個時間點 現在 人類社會的萬千事物都只能存在於長 寬 高確立的空間和與時間的接觸點 現在 所構成的生存模式中。就是說在四維空間中,長 寬 高形成的體與時間的結合不是一點 現在 而是拉長的 現在 就是我們在三維空...

對於平行宇宙來說,它們是幾維空間

十一維。第一維是位置,存在於空間中 第二維是速率,存在於時間中 第三維是速率指向,存在於 速度 時間方向中 第四維是狀態指向,存在於自身形狀對應的空間方向中 第五維是狀態轉角,存在於自身形狀對應的滾動中 第六維是自旋速率,存在於滾動時間中 第七維是自旋赤道軸指向,存在於滾動 速度 時間方向中 第八維...