宇宙外面有什么?弦理论或许可以给出答案:时空尽头外的更高维度
更广阔的宇宙
宇宙之外是什么?没有人可以给出答案,因为现在的人类还生活在地球上,登陆过的地外星球只有“月球”一个,站在地球上观察到的宇宙是很片面的,同时因为光速的限制,人类只能观察一定范围内的宇宙,这个范围被称为“可观测宇宙”。
从现有的理论和观察来推测,“可观测宇宙”之外的宇宙空间应该和我们生活的宇宙没有任何的差别,但是因为无法观察,所以没有办法确定可观测宇宙之外的空间到底是什么样子的,也就是说我们现在还搞不清楚宇宙内部的情况,更别提宇宙外面是什么了。
现在的人类没有能力去探索宇宙之外的空间,但是人类最神奇的地方就是无限的想象力,人类最大的弱点就是自命不凡的幻想,同时人类最大的优点也是无限的想象力,人类的大多数理论和科学技术都是建立在想象中,“思想实验”可以做到现实中无法做的事情,从而解决一些现实中无法解决的难题。
宇宙很大,大到人类无法想象,人类的思想很广阔,广阔到可以包容宇宙!
面对无限的宇宙,纵使人类无比渺小,我们的好奇心和探索欲望仍然会驱使着我们不断探索,正是因为这个原因,从古代开始哲学家和科学家就试图解释整个宇宙,以及宇宙之外存在什么,这些描述宇宙的理论和观点被称为“宇宙模型”。
思考
02宇宙模型
“宇宙模型”是描述宇宙物质演化和大尺度结构的理论,很可惜的是,就算是人类现在最完善的“标准宇宙模型”,在整个宇宙面前仍然是渺小苍白的,标准宇宙模型结合了“核物理”“量子力学”“相对论”“粒子物理”,可以说人类对宇宙的全部认知都被包括在了“标准宇宙模型”中,但是在宇宙中仍然存在大量无法解释的奇怪现象,比如说闪烁的“类星体”,吞噬光线的“超大质量黑洞”,释放超强磁力的“磁星”,存于理论中的“夸克星”等等。
这些神奇的天体大部分都距离地球很远,同时这些天体周围的环境十分恶劣,因为人类的基础理论不够完善,宇宙中的四种基本力无法统一,这就造成了理论上的漏洞,导致我们无法解释和理解宇宙中的全部事情。
相对论和量子力学之间存在矛盾,爱因斯坦在晚年一直想创造一个“万物理论”,这个理论不存在漏洞,可以解释宇宙中的全部现象,可惜的是,爱因斯坦没有成功,这是一次注定失败的努力!就算人类在未来统一了量子力学和相对论的矛盾,这样的新理论也不可能去解释宇宙中发生的所有事情,任何理论都存在可以被推翻的空间,不存在百分百正确的理论。
科学的发展是一个全面且缓慢的过程,没有任何理论是一蹴而就的,同时只要人类文明存在,我们的理论就会不断地向前推进。
03弦理论——万物之理?
其实在人类现在的理论中,还真有一个理论可以被称为“万物理论”,这个理论就是“弦理论”。
弦理论是“理论物理”的一个分支,和其他的理论不同,弦理论是一个试图描述宇宙本质的理论,在这个理论中四大基本力得到了统一,同时也解释了宇宙的本质以及宇宙之外的构成。
从最早的弦理论开始,其实这个理论已经经过了多次的改革,我们现在说的弦理论其实并不是最早的弦理论,而是引进了超对称性的弦理论——“超弦理论”。而“M理论”是结合了五种超弦理论并且结合了11维空间的超级理论,它才是弦理论的最终形态。
霍金在自己的作品《大设计》中提到,他认为“M理论”就是爱因斯坦一直在寻找的“万物理论”,同时也是人类用科学解释宇宙起源的最好理论。
弦理论最基本的观点是,宇宙中最基本的组成单位不是粒子而是“弦”,这些弦很小很小,并且还在不断的震动,不同的振动频率和运动方式创造出了不同的基本粒子,这就是弦理论的观点。
04高维空间
M理论认为,宇宙存在11个维度,我们生活的这个宇宙,可能只是时空夹缝中的“膜”,更具体一点应该是“9+1维时空中的D3膜”,这是因为从现在的观察来看,我们的宇宙形状可能是“绝对平坦”的,因此我们的宇宙可能是不同维度空间之间的膜状结构。
宇宙之外是什么?答案很可能就是“更高的维度”,我们生活的空间是三维的,同时宇宙的本质是一个“四维时空”,一个三维的具体空间再加上一个额外的维度“时间”,组成了我们的宇宙。更高的维度存在于我们的宇宙中,只不过这些更高的维度极度卷曲,隐藏在我们无法找到的微小尺度下。
弦理论想要成立,必须建立在11维的理论体系下,在弦理论中,量子力学和相对论可以在弦理论的体系下结合,也可以解释宇宙的起源和黑洞的诞生,甚至是会从根本上改变我们对宇宙空间的看法和认知。
可惜的是,人类现在的科技水平不可能证明弦理论,弦理论虽然看起来完美,更像是是“空中楼阁”,只是自圆其说罢了……
很多科学家不愿意研究弦理论,很多物理学家用自己的一生去研究弦理论,却找不到任何的答案,人类真的可以用理论解释宇宙的诞生吗?还是一个未知数。
你认为弦理论能成为未来的大一统理论吗?欢迎在下方留言讨论!