相信許多關注物理學的朋友,應該知道關于宇宙的“終極理論”,也就是由愛德華·威縢教授提出的M理論。M理論認為,宇宙中所有的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化,包括時間和空間的交互,都能夠用這個終極理論來解釋。而M理論認為,我們的宇宙是11維的,這個11的數(shù)字又是怎么得出的呢?今天小編就來帶大家“計算”一下M理論當中,11維宇宙的存在。
首先我們知道11維宇宙,是從M理論當中提出的,而M理論又是從超弦理論出發(fā),提出的一種理論;而超弦理論,又是弦理論的發(fā)展,所以要想解釋11維宇宙,必須要從弦理論開始說起——什么是弦理論?弦理論認為,是“弦”的運動產(chǎn)生了構成世界的基本粒子,這種理論能夠統(tǒng)一自然界中的“四種基本作用力”,也就是愛因斯坦終其一生都想證明的“大一統(tǒng)理論”。
而在弦理論當中,弦的整體能量,是和“2+(D-1)*(1+2+3+4+5+……)”這串公式成正比例相關的。其中公式里的字母“D”,就是弦所在的那個維度。而根據(jù)“歐拉不可思議公式”,所有自然數(shù)的和是“-1/12”——沒有錯,根據(jù)歐拉的計算,所有正整數(shù)的和加在一起,就是一個負數(shù)(目前還沒有其他的算法能夠推翻歐拉的計算)。
那么我們把這個-1/12代入到上面弦理論的公式后,讓它整體等于“0”,最后得到的算式,就是2-(D-1)/12=0。我們解開這個一元一次方程之后,得到的D是25,也就是說,根據(jù)弦理論的計算,宇宙的維度應該是25維——那么這個25維的宇宙空間,怎么又變成了11維呢?這里就要提到超弦理論當中的知識了。
超弦理論認為:弦除了在D本身這個空間維度里震動之外,它還要在更高維度的“格拉斯曼數(shù)坐標”上面其他2個方向震動,那么也就是說,弦的整體能量,只是我們能夠觀測到的1/3——OK,那么上面的2-(D-1)/12=0,就變成了2-(D-1)/4=0(分母變成了原來的1/3)。這次我們經(jīng)過計算,得到的D=9,也就是說在超弦理論中,宇宙空間是9維的。
最后我們的M理論就要登場了。M理論認為:超弦理論的5種不同理論,能夠在更高維度的宇宙空間里統(tǒng)一,宇宙空間就變成了10維。10個宇宙空間的維度,再加上1個無處不在的宇宙時間維度——大功告成,我們的宇宙就是11維的了。
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