物理学家们想出了一个大胆的新想法来解释我们不断膨胀的宇宙的永恒之谜——我们实际上可能生活在其他五维空间之间的“泡泡”中。

如果伤到你的头骨,别担心,这很正常。但是我们可以一步一步地分析这个问题。

众所周知,我们的宇宙有四个维度:空间的三维(上下、左右、前后),另一个维度是时间。让我们继续前进。

但是瑞典乌普萨拉大学的物理学家提出的新理论表明,宇宙中还有其他类型的空间——五维空间。当两个五维空间结合在一起时,在连接处会形成一个膨胀的气泡。

“整个宇宙都被置于这个不断膨胀的泡沫的边缘,”乌普萨拉的一份新闻稿解释道。"可以想象,泡沫显然比我们多。"

这是一件非常疯狂的事情,但是这个问题有一个非常重要的目标——尝试并最终解释“暗能量”——一种理论上使宇宙不断膨胀的能量,到底是怎么回事。

几十年来,研究人员一直试图用弦理论来解释暗能量的问题,但运气并不好。

弦理论是科学中“理想丰富,现实贫乏”的概念之一。它是如此优雅,以至于它承载着从物理学中获得不同观点的希望。

它是早期对广义相对论维度研究的产物。它认为自然界的基本单位不是像电子和光子这样的点状粒子,而是线性的“线”。弦理论认为,弦的振动和运动产生各种基本粒子,一维“弦”在多维空间的振动产生电荷和自旋等物质属性。

这些字符串可以以多种方式存在,取决于有多少个维度或约束属性,有多达10,500个方案,我们的宇宙只是其中之一。

问题是人们逐渐发现弦理论也是错误的,与我们在宇宙中观察到的不一致。此外,这甚至没有错。如果我们根本不能进行测试,那就太不现实了。那为什么还要麻烦呢?

在科学中犯错误的方法不止一种,而且还有严重的错误。尽管弦理论有很大的缺陷,但它就像一辆旧车。虽然不能再开了,但车内仍有许多旧材料可以回收利用。

以整个膨胀的宇宙为例。一段时间以来,我们一直将原因归咎于暗能量,这种能量现象可以叠加多层空间,而不会撕裂漂浮在其中的物体。

以荷兰天体物理学家威廉·德·西特的名义,我们将其命名为德西特的静态宇宙模型,因为它与我们所看到的现象非常吻合,德西特的宇宙在相关领域得到了广泛的认可。

不幸的是,弦理论的任何变化都不能描述我们看到的现象。只有当真空能量下降,或者至少稳定在负值时,它们才有效。

所以我们要么放弃整个弦的概念,要么和我们都熟悉和热爱的德克斯特宇宙说再见。

但是现在,瑞典研究人员提出了一个新的解决方案,既保留了弦理论又保留了德克斯特的宇宙模型。

这个想法起源于20年前。当时,美国理论物理学家丽莎·蓝道尔和拉曼·桑德勒姆提出了“五维空间”的观点,并以膜宇宙(brane)理论为基础,提出了一个宇宙置换模型,旨在解决重力为什么比电磁力等其他力弱得多的问题。

想象一个宇宙,随着时间、上下、左右、前后和其他元素而滴答作响。不,我不知道它看起来像什么。

重要的是,这就是我们所说的反设计空间。与我们自己的宇宙不同,它不是由暗物质主宰的,而是拥有正确的负能量。

兰德尔和桑德鲁姆将两个5D反德西空间结合在一起,提出了不同的膜来解释不同的力。

在这种情况下,研究人员使用同一个空间来描述我们生活的膨胀的4D宇宙,其中包含能传递适度重力的粒子。

弦理论在哪里工作?它的弦(上图中的光束)正从一个额外的维度扩展到我们的宇宙,赋予它独特的“特性”。

“宇宙中的所有物质都对应于延伸到额外维度的弦的末端,”新闻稿解释道。

更重要的是,不像现有的弦理论模型,弦理论仍然有效,因为反设计空间的存在。事实上,它描述了一个内部和外部都有5维空间的膨胀气泡。

像所有其他字符串模型一样,它们不能立即解决问题。生活在维度之间的气泡表面是一个诗意的想法,但它仍然需要被提炼。

物理学已经到了我们需要抛弃那些理论观点,看看它们是否与实际观点一致的地步。

在振动弦和气泡宇宙的这些奇怪概念中,将会得出一些结论,这些结论看起来像是在粒子加速器中突然出现的奇怪统计。

也许——只是也许——这些弦理论的碎片会在下一代物理学的伟大思想中找到自己的位置。

蝌蚪工作人员从科学警报,翻译李同信,转载必须授权