宇宙是否存在隐藏在显而易见的额外维度?

虽然额外维度的存在是一个很酷的想法,但目前还没有任何证据支持

来源:Space.com: NASA,太空探索和天文新闻

1919 年,物理学家 Theodor Kaluza 假设额外维度可能会解决物理学中的一些突出问题。虽然我们还没有发现任何超出正常四维时空的证据,但仍然有很多有趣的选择值得探索。

物理问题

现代物理学面临的最大难题之一是“层次问题”。基本上,重力太弱了。它比任何其他基本力都弱数十亿倍,我们不知道为什么。

重力太弱 基本力

一种奇怪的可能性是,重力可以做一些其他力做不到的特殊事情。也许存在比我们熟悉的时空更多的维度——所有其他力都被束缚在时空上,但引力会扩散到额外的维度。这会大大削弱重力,使其在我们的日常体验中显得微弱。

重力

但这本身就提出了一个主要问题:这些额外的维度到底在哪里?我们感觉不到、察觉不到或察觉不到任何额外的行动自由。唯一的答案是,额外的维度必须以非常小的尺度相互卷曲,以至于我们不会注意到它们。当我们在宇宙中移动时,即使是最小的移动,我们实际上也在环绕所有这些卷曲的维度数万亿次。我们没有注意到,生活照常进行。

弦理论家长期以来一直使用额外维度的思想来使他们的理论发挥作用。但解释引力弱点的能力使用了相同的基本概念,无需拖累弦理论。为了使引力变得如此微弱,额外的尺寸必须大约为十分之一毫米,这对于亚原子过程来说绝对是巨大的。我们没有注意到如此大的额外维度的唯一原因是只有重力才能体验它们。

弦理论 光速