一直以来,不论是哲学家、物理学家还是数学家就在探讨我们生活的时空维度问题,目前一般认为我们是生活在四维空间,即长宽高三维和代表时间的速率四维。实际上,根据现代物理学的观点,宇宙是11维的,由震动的平面构成,这是根据90年代提出的M理论(多种超弦理论的综合)提出的,而剩下的七个维度,是我们无法感知的。
在8月6日,美国“科学突破奖”遴选委员会宣布,本年度的“基础物理学特别突破奖”授予超引力理论的三位提出者,他们分别是欧洲核子研究中心的Sergio Ferrara、美国麻省理工学院和斯坦福大学的Daniel Z. Freedman,以及美国纽约州立大学石溪分校的Peter van Nieuwenhuizen,三位得奖者将分享300万美元奖金,以表彰他们“将量子变量引入对时空几何的描述中”。如果超引力理论成立,那么我们时空的维度就被限制在11维以下,这是因为“超引力在不超过十一维时都可以存在,但在超过十一维的闵氏时空中,超对称必然导致自旋大于2的无质量粒子,这会造成平直时空的不自洽。”天津大学物理系教授吴俊宝说。
目前物理学家将超对称与弦论完全结合起来,形成“超弦”理论。在超弦中,如果把弦的长度的取极限趋向于零,就可以得到一个引力子的量子理论,这时的量子引力理论,就没有无穷大了。超弦理论的低能有限引力理论就是超引力。在超引力理论中,Ferrara等人认为引力是由平坦时空上的自旋为2的粒子传递的,这就是引力子,这是一种玻色子。存在一种超对称变换,把这个自旋为2的玻色子变成自旋等于3/2的费米子——这个费米子被称为引力子的超对称伴侣,取名叫“引力微子”。而引力微子还没有在实验中被找到,因此可能其质量极大。
11维的超引力理论是威腾提出的M理论的一部分,在M理论中,时空就是11维的。但是我们时空究竟有多少维呢?根据弦理论甚至有人认为宇宙最多有26维!因此,我们物理学的前景还很大,尤其是在宏观和微观角度上,还需要进行更深入的研究呀!
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