因为能量不够,欧洲强子对撞机(LHC)制造微型黑洞未果,科学家想造更强对撞机,地点在北京,遭杨振宁强烈反对
很多科学家,包括霍金等人,都认为我们的宇宙是一个高维超几何的结构。
要问他们有什么理由这样认为,除了他们脑袋里面心心念念的那些物理数学法则以外,能够拿得出来的,讲得明白的理由有点牵强并且可笑。
这个理由就是对哈勃定律的解释。
哈勃定理:银河系的万有引力作用不到的地方,那些远离地球的星系都在狂奔。如果以地球为圆点画一个足够大的圆,这些星系都在半径的方向,做远离地球的运动,被称为退行(意思就是沿着直径的方向往后退)。退行的速度,和星系与地球之间的距离成正比。也就是说离地球越远的星系,飞得越快。
那么为什么会出现这种情况呢?当然要给一个解释。
》这个解释有两种。第1种,地球就是宇宙大爆炸中心。第2种,宇宙是一个高维度超几何结构。
最后的结果是,大多数科学家们选择了第2种。因为选择第2种解释,很多解释不明白的物理现象,可以暂时让高维度去背这个锅。这样我们现有的物理法则看起来还有探索的余地和希望。
而且现有的物理法则,牛顿万有引力定律和广义相对论,对维度几乎没有限制。
尤其是牛顿万有引力定律,可以在无限高的维度上使用。广义相对论允许的最高维度是11维。所以物理学家一般认为,引力是可以穿透高维度的。但是,对额外维度的存在与理解至少有2种。
》第1种认为,在高维的情况下,引力和距离的平方的反比关系,要改成3次方4次方等以此类推的关系。
这也是科学家们寻找三维空间以外额外维度的方法。如果能够找到某一个地方的万有引力和距离的反比不是平方关系,那么就证明了一个额外维度的存在。
但是在大尺度上已经证明是和距离的平方成反比关系。所以只能在更微小的尺度上寻找。这将依赖于极其精密的仪器。目前,实验验证的结果是:在任何人类能够达到的微小尺度上,引力都遵守距离平方的反比关系。
》第2种,对空间进行极度压缩,把所有的维度都压缩到0。等到空间进行反弹的时候,观察是否会出现额外的粒子。
这基本上是基于霍金关于微型黑洞的理论,根据霍金辐射原理,如果产生极其微小的黑洞,会在瞬间被蒸发掉。我们知道黑洞是一个零维度的点。黑洞蒸发的过程相当于空间进行了一次额外的反弹。
目前,这个实验正在欧洲强子对撞机(LHC)上进行,科学家们的意图是使用质子和质子对撞,产生一个微型黑洞。
霍金好像在生前已经警告过这些科学家不要制造黑洞,否则会吞噬地球。但是貌似没人听他的。
到目前为止,欧洲的科学家还没有在对撞机上制造出微型黑洞。他们认为,这是由于对撞机的能量还不够大。所以他们要不停的搞啊搞,不停的升级对撞机的能量。
》欧洲那个对撞机可能受规模限制,升级潜力有限,所以科学家们想在北京造一个更大的强子对撞机(CEPC),就是杨振宁反对的那一个。
杨振宁反对的理由可能有两个,一个是投资太大,还有一个他认为没有额外的维度。
CEPC只能用正负电子进行对撞,按照建设规划,在下一个阶段还可以被升级为SPPC,可以用质子进行对撞。升级后的SPPC能量可以达到LHC的100倍。
总的来说,寻找额外维度的实验到目前为止,没有一家能够找到。如果找到了,新闻界会首先炸锅了,接着铺天盖地的报道。
找到额外维度,对于人类的意义,就像原来以为地球是平的,后来突然发现地球是圆的一样。
但是如果找不到会怎么样呢?如果找不到的话,那就证明对于哈勃定律的第1种解释是正确的,地球就是宇宙大爆炸的中心,人类被困在宇宙正中央。