大型強子對撞機會證明存在更高的宇宙維度嗎？

有多少維度？時間是一種維度？或者是我們的3維時空只有一個元素，或者是一個較小的宇宙在一個更大的超維宇宙中？

這些問題被問了很多次，答案可能也是一樣多變的，因為有潛在的額外維度。

從保羅·埃倫費斯特在1917年的三維物理學的探索到20世紀90年代的M理論，多年來的專家提出了自己的答案。

但隨著技術的進步，並配備了新的數學模型和理論，我們今天可能在一個獨特的位置開始了解自然世界中最令人困惑的奧秘之一。

維度、引力和光

幾乎所有處理維度數量的理論的核心是引力和光的基本力量，這兩者都是物理宇宙中最容易被觀察和被研究最多的現象。在自然界的四個基本力中，萬有引力和電磁相互作用力（負責產生光）最棘手的，單獨來看，他們給無數的科學家和理論家帶來了悲傷，當放在一起時，他們會造成絕對的破壞。

模型通常從宇宙的這些可觀察的特徵中得出，以構建關於事物如何工作的理論和推測。更簡單的提出宇宙是由三個維度構成：長度，寬度和深度。這是特別容易掌握的，它是直觀和完全合乎邏輯的。

但這個宇宙並不完全由我們所感知的那樣，基於此，一些數學家，特別是赫爾曼·明科夫斯基，結合三個空間維度與第四個時間維度，構建一個時空的現實描述。

這就是事情開始變得棘手的地方。例如，為什麼引力能夠如此大規模在行星、恆星、星系中運行，而其他力量在較小規模上運行？或者，換句話說，為什麼引力比其他的基本力弱得多？

Paul Halpern使用一個簡單的例子說明了這個問題：用一個小的磁鐵吸起一個圖釘，能夠看到它的吸引力是如何壓倒整個地球的引力。

因此，一些理論被演變以試圖彌補這些差異。基於Theodor Kaluza和Oskar Klein在20世紀20年代的工作，超弦理論提出了這樣的想法：這些微小的能量弦的振動對我們在自然界中觀察到的所有東西負責，然而，這些理論僅在包括十個或更多維度的宇宙中起作用，超越了我們能觀察的極限。

另一種方法（M-理論）包含這個10維宇宙，由弦和能量膜組成。在一個大的，潛在可觀察的額外維度，被稱為「塊」，在這個概念中，物質和能量以及大多數基本力量緊緊地依賴於能量時空膜。然而，引力是一種自由的媒介，可以在高維體積內操作。由於這個原因，引力子--引力能量的載體，可以滲出到體內，減小引力的小規模強度，但仍允許其在較大距離上施加過度的力。

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