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歡迎大家來到弦理論的十一維空間

實際上這可以追溯到愛因斯坦的幾何物理理論,因為他的廣義相對論方程從幾何角度解釋了引力,是時空的幾何變形(時空彎曲是引力導致的),他相信自然界的力都應該具有幾何的起源,因此應該在一個方程中得到統一。

但是在空間維度這方面取得驚人成功的不是愛因斯坦,而是卡魯扎

1919年一個無名的波蘭數學家,來自柯尼斯堡大學的卡魯扎卻敢向顯然的事實挑戰,他提出宇宙也許不止有三個空間維度,而是有更多,當時聽起來就是傻話,但是這傻話卻動搖了物理學的基礎。當然,很久以後我們才意識到卡魯扎的建議變革了物理學定律的體系,人們至今還為他的遠見感到震驚。

這樣我們看到一個令人驚訝的事實,雖然我們知道宇宙只有3個延展的 空間維度,但卡魯扎的論證卻說明了並不排除還存在別的捲曲的維度,如果那些維度很小,宇宙很可能有我們看不見的維度。

但那些看不見的維度要多小才能算小呢?

我們最先進的儀器,能探測到小到100億億分之一米的結構,而如果那些維度縮卷得比這個尺度還小的話,那麼我們就沒辦法看見了。

1926年物理學家證明,縮卷的維度可能小到10^-32厘米,顯然是遠遠超出了可以探測的範圍。物理學家認為,弦理論有11維,包含10維空間和1維時間,在11維空間當中,7維是捲縮的,3維是我們現在處於的空間維度,還有一維則是時間。

我們來看看到下面的宇宙學圖景:

開始時,弦理論的所有空間維都僅僅的捲縮成它們最小可能的尺度,大約是10^-32厘米,溫度高,能量大,但都不是無限的,因為弦理論排除了無限壓縮的零尺度的奇點,在這個宇宙開始的瞬間弦理論的所有空間維都是平等的,完全對稱的,都捲縮成一個多維的一個小宇宙。

然後宇宙大約在10^-43秒的時候,3個空間維生長出來,而其餘的維還保持原來極小的尺度,那三個空間維度就成了暴漲宇宙圖景的主角,它們經歷漫長時間的演化,膨脹到了今天的樣子。

最後你可能會問,為什麼不是12,13,14.。。。維的,但是有一個叫no-go theorem(無關性定理),這裡是一堆的定理,粗略地說,只有11維理論可以很像我們已知的物理定律,其它任何更高的維度都會給出非物理結果。

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