哈佛一教授设想我们的世界中存在一个人类所看不到的第五维空间

(来源:北京科技报,马佳)

哈佛大学理论物理学家丽莎·蓝道尔教授

 

哈佛教授挑战爱因斯坦,认为还有另一个神秘空间和世界存在―――

 

在哈佛大学的一间实验室里,一位教授正在做一个核裂变的实验。突然,她发现一个微粒竟然离奇地消失得无影无踪。它会跑到哪儿去?教授大胆提出一个新的设想:我们的世界中存在一个人类所看不到的第五维空间。

 

这就是登上2007美国《时代》周刊“100名最有影响力人物”之一(Scientists and Thinkers 类),被公认为当今全球最权威的额外维度物理学家的哈佛教授丽莎·蓝道尔

 

丽莎·蓝道尔大胆的设想立刻引起了国际物理学界的震惊。要知道,根据爱因斯坦的广义相对论,人类生存的三维空间加上时间轴,构成的是“四维时空”。于是,哈佛教授挑战爱因斯坦的消息一时传遍了全球。

 

那么,这个神秘的第五维空间到底是什么?本报记者通过电子邮件联系到了这位哈佛教授丽莎·蓝道尔

 

实验中的微粒离奇消失了

 

“在我的一次实验中,一些微粒莫名其妙地消失了,我认为它们是跑到了我们看不到的另外的空间里去了。它们其实离我们并不遥远,只是很好的隐藏了起来。” 丽莎·蓝道尔说。

 

丽莎·蓝道尔将这个“我们看不到的空间”称为“第五维空间”。

 

如果丽莎·蓝道尔所说的第五维空间存在,那么为什么我们会看不到它?丽莎·蓝道尔教授解释说:“这个额外存在的维度非常微小,如果某些事物足够的小,你就不能够感受到它的存在。”

 

中国科学院理论物理研究所的研究员李淼给我们打了一个比方。这就好比我们看来就是一根线的物体,如果用放大镜观察,就可以发现其实里面还有另外的世界―――里面的纤维有粗有细,有不同的方向。

 

这就是我们看不见丽莎·蓝道尔教授假设的第五维空间的原因,因为维度太小了。

 

哈佛教授挑战爱因斯坦“四维时空”

 

丽莎·蓝道尔的大胆设想震惊了国际物理学界。

 

有观点认为,这位哈佛教授是对爱因斯坦提出了挑战。因为根据爱因斯坦的广义相对论,我们的世界是“四维”的。

 

李淼解释说,“四维”是一个时空的概念。它是指人类存在的三维空间再加上一个时间。这是爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的概念。我们的宇宙是由时间和空间构成;时空的关系,是在空间的架构上,即在普通三维空间的长、宽、高三条轴外,又加上了一条时间轴。

 

李淼教授是国内研究高度空间的专家之一,他告诉记者,蓝道尔教授的研究应该说是爱因斯坦“四维时空”理论的延伸。研究高度空间是为了将我们现在所知道的力统一起来。比如电磁力和引力,因为在我们这个低维度空间里看起来表现形式不同的各种力,在更高维度的空间里可能就是一个力。

 

第五维空间引出另一个未知世界

 

丽莎·蓝道尔教授的理论中,如果第五维空间真的存在,那么很可能还存在着另一个神秘的三维世界。

 

这就是说,我们人类生活在一个无限大的五维空间中,不过,我们只能感知到其中的四维―――空间和时间,另有一个维度我们无法看见。然而,就在这五个维度共同组成的空间中,还有另一个不为我们所知的三维世界存在。

 

丽莎·蓝道尔告诉记者,那个“世界”的物质组成将完全不同于我们所能感知的这个世界―――其化学成分和存在的力与我们的世界全然不同。它唯一与我们分享的就是重力。只有重力产生的能量,可以穿梭于两个不同的“世界”。

 

目前,科学家们正在努力找出重力以外可以穿梭于两个不同“世界”的其他物质。这样一来,就可以找出存在于五维空间中的世界,甚至发现时光隧道。不过,蓝道尔认为,人类目前还没有能力离开赖以生存的这个世界。

科学家们试图通过粒子对撞机探索量子宇宙,重现约140亿年前诞生宇宙的大爆炸后的情形。

 

“第五维空间”将被进行验证

 

    如果发现了第五维空间,就可以解决物理界一直以来的一个谜团:与电磁力和其他力相比,重力为什么会如此脆弱?比如,一块小小的磁铁就可以将曲别针吸起来,要知道,磁铁的对手事实上是拥有地心引力的整个星球!

 

    丽莎·蓝道尔透露说,最快在明年,她就可以把“第五维空间”从假设变成全新的理论。

 

    这是因为,欧洲原子核研究中心(CERN)目前正在瑞士和法国的边境地下100多米深处,兴建一台世界规模最大的大型粒子对撞机。粒子对撞机正式投入使用后,便可观察是不是有粒子消失,进入了人类看不到的“第五维空间”。

 

延伸阅读:粒子质量为何离奇增加

 

    早在1919年,波兰人T-卡卢兹就将爱因斯坦的广义相对论推广到“五维时空”。之后,另一位科学家O-克雷恩将其发展而形成了新的Kaluza-Klein理论

 

    丽莎·蓝道尔教授说,在Kaluza-Klein模型中,存在这样一些粒子,它们的一些物理特性让人们感到很奇怪,比如质量。在这个模型里,这些粒子的质量总是莫名其妙地增加了。这些增加的质量是哪来的呢?

 

    “我们认为,这些质量一定跟额外维度空间中产生的动力有关。”蓝道尔说,“它们依靠额外空间中的几何学存在,而这个额外维度空间可能就是看不见的第五度空间。所以,我们要想寻找第五度空间,其中一种方法就是寻找这样一些粒子。”

 

奇人奇事:哈佛女教授勇闯“男人的世界”

 

    现年45岁的丽莎·蓝道尔是美国哈佛大学理论物理学家。金发碧眼的她拥有天使般的面孔和魔鬼样的身材。

 

    一直以来,深奥晦涩的理论物理学都被国际学术界视作“男人的世界”,然而这位女学者却敢于向这一世俗偏见大胆挑战。丽莎·蓝道尔研究的是引力、时空的额外维度和弦理论。她的代表著作《弯曲的旅行:揭开隐藏着的宇宙维度之谜》一书,由于深入浅出地谈论了人类身处其中的宇宙的故事,一举入选《纽约时报》2005年“100本最佳畅销书”之列。

   

    2007年,丽莎·蓝道尔被美国《时代》杂志评选为全球“100名最有影响力人物”之一,被公认为当今全球最权威的额外维度物理学家。

(来源:北京科技报,马佳)