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超弦理论是什么?

发布时间:  浏览: 次  作者:www.tl6.net

超弦理论(M理论)诞生之前,我们的世界是这样的:宇宙是四维时空,包括三维空间加一维时间,其四维时空尺寸为138亿光年,而三维空间大小至少不小于910亿光年,也有可能为无限大。宇宙由无数星系、恒星、行星及暗物质、暗能量等构成,所有这些事物又都由电子、夸克、中微子等基本粒子构成,引力、电磁力、强力和弱力把它们胶合在一起。对宇宙进行定性定量分析,大尺度上适用相对论,微观尺度上适用量子力学,搞反了物理定律就变得一塌糊涂。超弦理论诞生后,我们的世界是这样的:上面的描述基本正确,不过宇宙是十一维时空,十维空间加一维时间,其中只有三位空间是展开的,就是我们现在可以看到的三维宇宙空间,还有七维空间紧紧卷缩起来,只有普朗克长度(1.6x10^-35米)大小,遍布宇宙的每一个角落,人们根本无法看到。那么其它七维空间是干什么用的呢?激动人心的时刻到了,超弦理论的主角,最闪亮的明星,一切事物真正最基础的单元——弦出场了。超弦理论认为,我们此前所认为的最小物质单元基本粒子也不是最小的,电子、夸克、中微子甚至引力子、光子等等都是由弦构成的,弦的不同振动模式决定了它是成为电子还是夸克还是引力子、光子,我们的世界终于在最小的尺度上统一到宇宙的弦上了。

由于现有技术无法用实验验证弦的存在,科学家们试图用数学模型建立弦的振动模式,这时突然发现仅有三维空间根本无法完成这个空前的壮举,形势严重恶化,十维(或九维)空间应运而生,弦被认为是在多维的卡-丘空间振荡。正是在更高维的空间里,物体的电场和磁场相互作用形成万有引力,量子力学和相对论的矛盾得以解决,引力、电磁力、强力和弱力在超弦理论下完全融合成一种力。即使是现在尚没有定论的暗物质,超弦理论也为它预留了多种可能的弦振动模式。以上就是用最通俗的语言描述的超弦理论,无所谓正确不正确,因为超弦理论还在发展初期,距离大统一理论还有遥远漫长的距离要走,各种观点谁也不敢肯定自己就是完全正确的。总之,超弦理论就是要把宇宙间一切事物都统一到弦上,建立定性定量的数学模型,创造统一宇宙间一切事物的万有理论。目前科学家们已建立了超弦理论的大致框架,当然由于尚未获得实验证实,超弦理论更多被归于一个数学框架或哲学的范畴,而不能完全算是物理学。几年前写的了,回过头看一下,好像也没什么问题。当然,这个理论似乎也没任何发展,像是被扔进黑洞里了,真是遗憾。

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关键词:超弦理论

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