时间不止一维？美国科学家：宇宙有两个时间维度，时空穿梭不是梦从星团和星系到恒星、黑洞和行星，甚至我们自己的存在。然而，关于宇宙不仅仅表现出三个空间维度和一个时间维度的传统观点存在一些争论。

那么我们的宇宙真的只有一个时间维度吗？

姚可以说对我们所知道的宇宙在宏观尺度上如何运作的大部分知识负有责任，他的广义相对论和狭义相对论有助于塑造我们对整个物理学的理解，但对于我们对即将到来的讨论非常重要的弦理论和量子物理学在姚去世时仍处于起步阶段。此后，两者都成为理论上丰富的假设，但两者都有与爱因斯坦遗产不可调和的方面。在我们进入所有有趣的东西之前，什么是维度以及我们如何知道它们存在？

让我们从日常生活中接触到的三个维度说起：它们可以概括为长、宽、高，直线被认为是一维的。它只有长度，没有厚度，而且可以在两个方向上永远行进。二维物体，例如圆形或正方形等平面物体，具有宽度和高度，但没有深度或“厚度”。任何具有长度、宽度和高度的东西都被认为是三维的，而时间，正如我们所知，是更难以捉摸的第四维……因此，为什么宇宙的结构被正式称为“时空”。

这就是弦理论的讨论发挥作用的地方。

那么，弦理论是什么？

传统物理学认为宇宙由三个空间维度和一个时间维度组成。宇宙本身的体积大部分是空的，但我们能观察到的被认为只有大约5%的“正常物质”（质子、电子、中子、夸克等），大约27%是由一种叫做暗物质的东西构成的,剩下的68%归因于一种神秘的未知力量，据信这种力量导致宇宙膨胀，称为暗能量。

用最简单的术语来说，弦理论告诉我们想象宇宙的结构和其中的一切都不是由点状粒子构成的，而是由难以理解的微小弦构成的——甚至比最小的弦还要小得多，更具有原子性。

这些弦以它们自己的特殊频率振动，可以想象我们感知到的点状粒子实际上根本不是粒子，而是细小的弦，只有10^33厘米长。有人认为，弦长与质子直径之比与质子与太阳系直径之比相同。

这些弦有两种不同的类型：一种是开放的，另一种是闭合的——尽管两者都太小，无法用当前的技术观察到。顾名思义，开弦就像不接触两端的波浪线，而闭弦则相反——它们形成环，没有开口端。

然而，为了让弦理论起作用，数学表明必须有许多额外的空间和时间维度。如果我们找到这些额外维度的证据，并且如果额外维度的数量在10到26之间，这不仅会改变我们对量子物理学的理解，而且我们将更接近于创建一个有凝聚力和可信的“大统一理论”（量子物理学和宏观物理学一致）”更近了一步，但这绝不是一件容易的事。

会不会有额外的时间维度？

像往常一样，这些理论争论很多都围绕着爱因斯坦的工作展开抛开爱因斯坦认为时间可能只是一个非常复杂的幻觉不谈，至于时间是否可能还有其他方面，这是一个未知数。实际上，通过研究自然界的基本力量和物理定律如何受到影响时间，一些天文学家认为，至少增加一个额外的时间维度将解决现存最大的宇宙学问题之一。

因为，我们仍然不知道引力是什么，或者它如何影响可见和不可见物质。我们最好的猜测是爱因斯坦的理论，即引力是由时空扭曲产生的力。一个物体越大，它周围的时空就越扭曲，它的引力就越强。但我们目前对引力的理解与量子力学的其他要素根本不一致。其余的自然力——电磁力和强弱核力——都在微观世界的框架内，但引力不在其中，所以一些物理学家认为时间不仅仅是一维的。

美国理论物理学家伊扎克·巴尔斯说：“时间不仅有一个维度，还有两个维度。到目前为止，我们根本没有注意到整个维度。”

在他的额外空间维度猜想中“显而易见”，他说：“很难想象额外空间维度——在日常生活中，没有人会注意到超过三个。你所做的任何运动都可以描述为运动在三个方向——上下、前后或侧向。同样，任何位置都可以用三个数字（在地球上，纬度、经度和高度）来描述，对应于空间的三个维度。但可能还有其他维度同样，如果它们蜷缩成小球，小得无法察觉。如果你穿越其中一个维度，你会很快回到起点，以至于你永远不会意识到自己已经移动了。

什么多出来的时间维度是什么意思？

物理学家大多同意时间一定是一个维度，但也有物理学家认为时间只是人类的建构。其他人则认为时间的维度一定比以前更多思想。如果这是真的，这对物理学意味着什么？这意味着为时间旅行的想法开了绿灯。

如果时间是一维的，就像一条直线，那么连接过去、现在和未来的路线就一目了然。添加另一个维度会将时间变成二维平面，就像一张平面纸。在这样的平面上，过去和未来的路径循环往复，及时送你来回。这将允许出现各种荒谬的情况，例如祖父悖论。这样的话，你就可以在你妈妈还没出现之前，回去杀了你爷爷，从而避免自己的出生。

根据Baars的说法，粒子背后的位置和动量在任何给定时刻都无法区分。通过交换位置的动量，物理学保持不变。看一个木箱。无论你向右看还是向左看，它都是对称的。在这里，相同类型的对称性成立。为了计算速度，我们将距离除以时间。但是，如果我们可以互换位置和动量，那就意味着每个人都可以拥有自己独特的时间维度。这样，宇宙可能对我们隐藏了一个额外的时间维度。

当然，这个理论有点“剑走偏锋”，至今只有少数人相信宇宙中存在不止一个维度的时间。

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