科学家用激光干涉引力波,能找到高维度空间吗? 引力波的存在对于空间维度的研究有什么影响?

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-01

根据弦理论,从微观的角度说明宇宙中存在着多个维度,科学理论认为,宇宙存在着11个维度,我们的世界是三维世界。这些维度的尺度非常小,比普朗克尺度还低。如果多维空间存在的,那么高一级的维度空间对于低维度空间有着绝对的掌控能力,二维世界的生物感觉不到高度的存在,也无法知道三维以上的空间是什么样的。

同样的道理,三维世界的我们也无法感觉到四维以上空间的存在,即使我们知道有四维空间的存在,但也无法想象出四维空间是什么样子,低维空间无法感到高维空间。而对于高维空间来说,低维空间的一切都可以看到,甚至可以随意改变低维空间的一切。

三维空间的我们可以在纸上画出长和宽,可以改变长和宽,对于二维世界来说,三维世界的我们就是神一样的存在,同样的道理,四维空间的生物对于我们来说也是神一样的存在,它们可以任意改变三维空间的一切,我们在四维空间的眼里,没有任何秘密。

一维和二维的空间都在三维空间里面,就是点和面存在的物体,那么也说明了低纬度的空间是藏在高纬度的空间中,而我们的世界在四维的空间中即使是突然出现及消失都存在着可能性。也说明了四维空间产生的一点涟漪,就能给三维空间带来翻天覆地的变化,更别说其他更高的维度发生变化了。

科学家为了证实高维空间的存在,浓度使用激光仪器来做一个试验,而实验的对象是引力波,引力波已经被证实存在,而且现在还被大量运用在宇宙探索中。如果科学家能够利用激光仪器干涉引力波,从而引发空间涟漪,那也就可以证明多维度空间的存在。但可惜这个实验并没有成功,引力波并没有引起任何涟漪,也没有发现其他维度的存在。

当然,这个试验虽然没有证实多维空间的存在,但并不是说高维空间不存在,可能人类的科技还是非常落后,对于维度空间这种知识,完全超出了现有科学的认知,只有等未来人类科技更发达了,才有可能通过实验证实高维度空间的存在。

事实上,多维度空间的存在更多的科学家还是相信的,但维度的理论涉及到时间和空间的概念,人类对空间的研究还是成果不错的,但对于时间,我们完全无法理解。人类对时间的概念都是我们自己定义的,但它并不是时间的本质,时间到底是什么?现在还没有任何头绪,它比空间要复杂神秘很多倍。

或许在不久的未来,人类可以通过对空间的不断深入理解和研究,可以打开虫洞实现超光速飞行。但对时间的理解和研究难度会远远超过空间,而时间是否被真正掌握,也可能代表着一个文明是否能成为宇宙高级文明的关键。

那掌握时间有什么好处呢?它的好处大了去了,掌握空间可以让人类实现超光速飞行,可以自由穿梭于宇宙中,甚至可以走到宇宙的边缘。但这只是距离层面的突破。如果掌握了时间,那就厉害了,我们可以打开时间通道,可以穿梭于过去和未来,可以到达平行宇宙。



不知道,目前来讲,科学家只是做实验,并不是能够确定找到的,而且即使存在高纬度空间,也很难找到的。

找到高维度空间的概率还是很渺小的,因为现在对于引力波的研究还处于非常初级的阶段,想要有所进展至少也是几十年后的事了。

应该是可以的,不过这需要很高的科学技术,而且需要一定的时间。

量子引力是什么?激光干涉引力波天文台能探测吗?~

关于这个问题,我的看法是,广义相对论他其实就是一个尚未被量化的理论,并且引力波也被预测为独立于寻找相同的重力量子版本的尝试。因此,引力波的存在可以在没有量子引力的情况下得到解释,然而,人们普遍认为量子引力导致量子引力波出现引力子,引力子他其实是与引力波有关的粒子,正如与电磁波有关的光子粒子是一种小的波。

其能量与波的频率成正比,而且,在广义相对论的背景下,波本身的性质为我们提供了关于重力粒子的量子版本的各种有用信息,它必须没有质量,自旋必须是2,所以相对于具有1个自旋的光子,1/2个电子和0个希格斯玻色子,它自然会以光速传播下去,引力波他其实由大量的引力子组合而成的。

但是测量个体组成极其困难,远远超出了我们的实验能力,激光干涉引力波观测站无法区分单个引力子,原因与电视天线无法区分单个光子相同, 如果存在信号的话,这个探测器可能将被粒子淹没,它对微小分散的能级也不敏感,如果存在引力子,激光会干扰引力波观测站对其进行探测,但它无法区分引力波中大量从未量化过的引力子。

因此,激光干涉引力波观测台无法告诉我们有关引力子存在的任何信息,至于能不能了解一些量子引力的事情,我是不能肯定地回答你,因为我们还没有量子引力理论,所以这个问题的答案,是取决于你是否相信,或是对量子引力了解多少为前提,因为几乎每个人都同意量子引力效应应该在具有强时空曲率的区域变得更大。
关于量子引力是什么激光干涉引力波天文台能探测吗的问题,今天就解释到这里。

在数学上,我们可以构建出任何维数的几何学;在物理上,我们也能够为任何维数的坐标空间建立相应的理论。但是,我们生活的空间为什么是三维的?在绝大多数人的眼中,这个问题也许是多余的,承认三维空间这个事实就已经足够了。我们所处的空间存在着并且只存在上下、左右和前后这三个正交的基本方向,何必再去讨论其它维度的可能性呢?
但是,自古以来有些哲学家就不安于现状,他们乐于探索自然界中未知的世界。一维或二维的低维空间并不会引起他们的兴趣,他们主要考虑更高维度存在的可能性。如果从我们生活的世界能跨进四维空间,那么将会发生许多有趣的事情。


首先从物理学的角度给出三维空间的合理性的是哲学家康德。他在早期描写“活力”的一篇文章写道:“空间中的三维性来自现存世界中各个主体的相互作用:作用力和距离的平方成反比。”康德在这里提到的反平方定律来自于牛顿的万有引力定律,而库伦的著名电学实验则是在他之后。
我们常常有这个疑惑,为什么常见的万有引力和电磁力的强度都遵循反平方定律呢?物理学家回答道:因为反平方力是三维空间最简单的力,也是最自然的力。严格来说,引力和电磁力都是有势力,它们都满足三维空间里最简单的二阶偏微分方程:拉普拉斯方程。
如果你没学过这样的方程,我们也可以用不同的角度来理解。太阳发出的光的能量密度会随着距离的平方而减少,这在三维空间中是相当容易理解的。因为太阳发出的光同时均匀的照在以它为中心的球面上,而球的表面积与半径的平方成正比,分摊到单位面积的能量就与半径的平方成反比。


1917年埃伦费斯特在这个问题上进行了深入的研究,开始从物理系统的动力学要求来回答问题。我们知道,在三维的时空里,存在着像太阳系这样稳定的天文系统。对于日地系统来说,它们是靠着满足反平方定律的万有引力来维持稳定的。当空间维数大于3维的时候,情况就发生了根本性的变化。比如在四维空间中,万有引力满足的是反立方定律,因此日地系统不再稳定,地球会落入太阳中或者逃逸到冰冷的地区,因此也就不会有生命存在了。因此,三维空间是一个得天独厚的空间。也就只有在这个空间中,我们才能有太阳系,才能有动植物,才能有我们自身的存在。


引力波的发现也能证明空间只有三维。假如空间中存在着额外的维度,那么引力波的能量就会泄露到其它维度中。因此,在观测站探测到的引力波的振幅要比预测的小。然而,真实情况是,物理学家分析了中子星碰撞产生的引力波,并没有发现它的振幅有异常之处。也就是说,如果你相信引力波,那么空间就只有三维。


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