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引力波的研究结果显示, 时空是四维的, 并没有其它维度

时间:2020-08-06 23:36:12 点击:

  核心提示: 众所周知,许多物理理论认为,时空不只是四维的,还有很多的维度。之所以我们找不到它们,是因为这些多余的维度蜷缩在微观尺度上,以我们目前的技术,无法找到这些微小的维度。可能很多人对这些微小的维度没有概念...

众所周知,许多物理理论认为,时空不只是四维的,还有很多的维度。之所以我们找不到它们,是因为这些多余的维度蜷缩在微观尺度上,以我们目前的技术,无法找到这些微小的维度。可能很多人对这些微小的维度没有概念,我们这边就举个例子。

在生活中,我们经常可以看到各种电缆,它们可能传送着高压电。如果我们在远处观看,会发现它就只是一根细长的线,只有有一个维度,向着它延展的方向。如果我们走近看,这就相当于把它放大,会发现它还有一个维度,沿着圆周方向,而且有一只蚂蚁在上面绕圈。这个圆周方向的维度就是科学家所类比的蜷缩在微观尺度上的维度。

既然科学家无法使用技术手段直接观察到这些微小的尺度,那么他们就只能借助间接手段来证明它的存在。物理学家发现,引力相比于电磁力小得多,这是不正常的,因此物理学家猜测,可能是引力泄露到了其它微小的维度。因此,物理学家设计了多种实验,试图证明引力和其它维度的关系,其中引力波就是重要的证据。

引力波是爱因斯坦广义相对论的预言之一。它极其微弱,只有宇宙中大质量天体的碰撞才能被我们探测到。自从2015年LIGO天文台首次探测到黑洞合并产生的引力波之后,它已经深深地影响了我们看待宇宙的方式。我们能够利用中子星碰撞的引力波来研究中子星的内部,看看它是否存在一个夸克核。我们也利用引力波发现了黑洞与一神秘天体的碰撞,这一神秘天体的质量处于中子星和黑洞之间。甚至,物理学家还提出,我们能利用引力波发现黑洞中的虫洞。

物理学家认为引力波还能证实其它维度的存在。他们认为,当引力波以光速在时空中传播的时候,如果额外的维度真的存在,那么一些引力波的能量就会泄露到这些额外维度中。因此,当我们探测到引力波的时候,会发现它的振幅将比预测值还要小。由于电磁波不与这些额外维度相互作用,因此它将保持不变。所以,科学家只需要等待中子星碰撞发出的引力波信号和光信号就可以了。

2017年8月17日,美国LIGO和欧洲Virgo天文台探测到了1.3亿光年外的两颗中子星碰撞的引力波信号。其它天文站也观测到了同一事件所引发的光信号。这是有史以来第一次,同时观测到同一事件所产生的引力波信号和光信号,物理学家对此感到非常高兴。

遗憾的是,通过对该事件两种信号的对比分析,物理学家并没有发现这两者之间有何不同,引力波的振幅也在理论预测的范围之内。也就是说,此次实验并没有发现其它维度的存在,后来许多次研究结果也证明了这一点。如果你相信引力波的话,那么时空就只有四维的,并没有其它额外的微观维度。

作者:不详 来源:网络
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