我們的宇宙在另一個維度里是個膨脹的「氣泡」？
我們實際上可能生活在其它五維空間之間的「氣泡」中。
物理學家們提出了一個大膽的新想法，來解釋我們不斷膨脹的宇宙的永恆之謎——我們實際上可能生活在其它五維空間之間的「氣泡」中。
如果這讓你腦殼疼，別擔心，這很正常。但是我們可以一步步來分析這個問題。
大家都知道，我們的宇宙有四個維度：空間上的三個維度（上和下、左和右、前和後），還有一個維度就是時間，讓我們一直向前走。
但來自於瑞典烏普薩拉大學的物理學家提出的這個新理論表明，宇宙中還存在其他類型的空間——五維。當兩個五維的空間聚在一起時，連接處就形成了一個膨脹的氣泡。
「整個宇宙都被放置於這個不斷膨脹的氣泡邊緣，」一份烏普薩拉的新聞稿解釋道，「可以想像，比起我們，泡泡的數量顯然更多。」
這是個非常瘋狂的事情，但這個問題有一個非常重要的目標——嘗試並最終解釋「暗能量」——一種理論上令宇宙不斷膨脹的能量，究竟是怎麼回事，。
幾十年來，研究人員一直試圖使用弦理論來解釋暗能量的問題，但運氣並不好。
弦理論是科學中「理想很豐滿，現實很骨感」的概念之一。它是如此的優雅，承載著調和物理中不相同觀點的希望。
它是早期廣義相對論增加維度研究的產物，認為自然界的基本單元不是電子和光子等點狀粒子，而是線狀的「弦」。弦理論認為，弦的振動和運動產生了各種不同的基本粒子，並因一維「弦」在多個維度的振蕩而產生了電荷和自旋等物質性質。
這些弦可以以各種各樣的行為方式存在，取決於其中有多少維度或約束屬性，方案多達10^500種，而我們的宇宙只是其中的一種。
問題是漸漸地發現，弦理論也是錯誤的，與我們在宇宙中觀察到的是不相符的。並且，它連錯都算不上。如果我們根本無法進行測試，那它根本就是不切實際的，那為什麼還要自找麻煩？
在科學上犯錯的方式不止一種，錯誤也存在嚴重程度之分。儘管弦理論有較大的缺陷，但它就像是一輛舊汽車，雖然不能再駕駛了，但車裡頭還有很多可以回收再用的舊料。
以整個膨脹的宇宙為例。一段時間以來，我們一直把原因歸咎於暗能量——一種可以疊加多層空間但卻不會撕碎漂浮在裡頭的物體的能量現象。
我們以荷蘭天體物理學家Willem de Sitter的名字，將其命名為德西特靜態宇宙模型，並且因為它與我們所看到的現象非常匹配，因此德西特宇宙獲得了相關領域的廣泛認同。
不幸的是，弦理論的任何變化方案都無法描述我們見到的現象。它們只有在真空能量下降、或者至少穩定為負的情況下才會有效。
所以我們要麼拋棄整個弦的概念，要麼和我們都熟悉和喜愛的德西特宇宙說再見。
但現在，瑞典的研究人員提出了一個新的解決方案，既保留了弦理論，也保留了德西特的宇宙模型。
這個想法來源於20年前。當時，美國理論物理學家Lisa Randall和Raman Sundrum提出了「五維空間」的觀點，並基於膜宇宙（brane）理論提出了一個宇宙替代模型，旨在解決為什麼重力比其它力如電磁力弱得多的問題。
想像一種宇宙，它會隨著時間滴答作響，有上有下，有左有右，有前有後，還有其他的元素。不，我也不知道它到底長什麼樣。
重要的是，這就是我們說的反德西特空間。不像我們自己的宇宙，它不是由暗物質來主導，而是擁有正確的負能量。
將兩個5D的反德西特空間粘在一起，Randall和Sundrum提出了不同的膜來解釋不同的力。
在這種情況下，研究人員用同樣的空間來描述我們所生活的正在膨脹的4D宇宙，其中包含轉移適量重力的粒子。
那弦理論在哪裡發揮作用呢？它的弦（上圖中的光束）正在從額外的維度擴展到我們的宇宙，賦予它弦的獨特「特性」。
「宇宙中存在的所有物質都對應著延伸到額外維度的弦的末端，」新聞稿這樣解釋道。
更重要的是，與現有的弦理論模型不同，由於反德西特空間的存在，弦理論仍然成立。事實上，它描述的是一個不斷膨脹的泡泡，裡面和外面都有一個5D的空間。
就像所有其它的弦模型一樣，它們無法一次就解決問題。生活在維度間泡沫的表面是一種詩意的想法，但仍然有待推敲。
物理學已經到了我們需要拋棄那些紙上談兵之後再看是否符合實際的想法的程度了。
在這些關於振動的弦和氣泡宇宙的奇特概念中，會產生一些結論，它們看起來奇怪得就像是突然出現在粒子加速器中的格格不入的統計數據。
或許——只是或許——這些弦理論的碎片會在下一代物理學的偉大思想中找到自己的位置。
蝌蚪五線譜編譯自sciencealert，譯者李彤馨，轉載須授權
TAG:煎蛋 |