宇宙究竟是不是只有三維

畫家構思的多重宇宙
平行宇宙一直是天文學中的重大未解之謎。如今,科學家認為他們終於找到了一種尋找未知維度的方法。物理學家認為,重力波的變化可以改變現實,創造出未知的維度。由於各個維度中都存在重力,重力波將成為我們搜尋未知維度的絕佳途徑。

眾所周知,人類生活在由長、寬、高構成的三維世界中。但物理學家一直相信,除此之外還有更多維度。重力是基本力中最弱的一種。專家們一直懷疑,這可能是因為部分重力逃逸到了其他維度中。馬克斯普朗克重力物理研究所(Max Planck Institute for Gravitational Physics)的研究人員古斯塔沃·盧西納·戈麥斯(Gustavo Lucena Gomez)博士表示:「如果宇宙中存在其他維度,重力波就可沿著任何維度傳播,包括除三維之外的維度。」 為確定是否存在其他維度,該研究所的研究人員對重力波展開了調查。

研究人員通過計算分析其他維度對重力波產生的影響,結果發現了兩點奇怪的效應:高頻率時會出現更多重力波,且重力波拉伸空間的方式也會有所變化。

研究人員認為,若重力波穿越其他維度時,應出現更多高頻率重力波。但目前的觀測手段無法探測到如此高的頻率,而是以低頻率重力波為關注重點。因此探測高頻重力波是一個不小的挑戰。但他們也表示,重力波拉伸空間的變化應當更容易被探測出來。戈麥斯指出:「如果宇宙中存在其他維度,就會以一種與標準重力波全然不同的方式,使時空拉伸或收縮。」

重力波如漣漪般在宇宙中穿行時,會將空間像橡皮筋一樣拉長。這根「橡皮筋」形成的橢圓在恢復原狀之前,一端會越拉越長、另一頭則越來越短。但新的維度則使重力波可以以另一種方式拉伸空間,即所謂的「呼吸模式」。空間就像肺部呼吸時一樣,除了拉長之外,還會擴張和收縮。戈麥斯表示:「我們將藉助更多的探測器,確認宇宙是否存在上述呼吸模式。」

法國巴黎綜合理工學院(École Polytechnique)的埃米安·杜達斯(Emilian Dudas)博士表示:「我們已經從多個角度,對其他維度展開了長時間的探討。重力波或將成為我們尋找新維度的轉折點。」

一些粒子物理理論認為,宇宙的實際內容比我們所見之物豐富得多,這些額外的維度或許能解決我們在量子物理學和重力等方面的諸多疑問。其中一項名為“膜理論”的理論認為,平行宇宙也許就隱藏在這些維度之中。 「膜理論是弦理論的一部分,而弦理論試圖用同一模型解釋我們見到的所有力和粒子。」倫敦瑪麗王后大學物理學家克里斯·懷特(Chris White)博士指出,「該理論認為,自然界的基本組成部分並不是粒子,而是弦、平面和更高維度的膜。弦理論只有在九維空間中才能成立,而不是我們觀察到的三維空間。」

克里斯托弗·加爾法德(Christophe Galfard)博士在《你手中的宇宙》一書中描述了在不同維度間穿行時會看到怎樣的情景。 「你會看到類似黑洞的結構通過扭曲的時空構成的管道將鄰近的膜連接在一起,不同的膜通過重力互相吸引。」也許這些膜中生活著其他人類。黑洞會不會是連接各個世界的通道呢?這個問題還有待於未來科學家們的破解。

【圖:互聯網;文:節錄自國家航天局網頁;新聞訊息由林景明提供】

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