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Archive for June 2nd, 2020
02 Jun

談談超空間

這篇於 2020-06-02 在臉書發表。

談完外星人,談談超空間。

到底有沒有超空間、或平行宇宙,的生物存在?

來看看科學無聊、缺乏想像力嗎。

超空間就是在我們三度(或說三維)空間之外的空間。

三維,通俗來說是指長、寬、高組成的定位系統。基本上我們存在的宇宙的任何一個點都能以三維來定位。

愛因斯坦顛覆了這個概念,他把時間當成第四個概念,所以我們有了四維時空(space-time)。

幾乎所有物理學家都相信宇宙中的四個基本力,電磁力(Electromagnetism)、強作用力(Strong force)、弱作用力(Weak force)、重力(Gravity),都是統一的,稱萬有理論(Theory of Everything, ToE)。但到目前為止科學家只成功統一了除重力之外的三個力。

在 1921 年發表的卡魯扎-克萊因理論(Kaluza–Klein theory)裡,為了統一重力跟電磁力而加入第五空間。但很抱歉的,想要移居到這個第五空間是完全不可能的。在這理論裡,第五空間彎曲或捲成一個直徑為10的負30次方的空間,超越任何科技所能探測的極限。

在弦理論(String Theory)裡,空間有 10 維度,在M理論(M Theory)裡,空間有 11 維度,在玻色弦理論(Bosonic String Theory)裡,空間維度更進一步提高到 26 維度,才能把程式中的不一致性消除掉。

這些高維度空間(Hyperspace)存在於數學方程式裡,導出符合我們三維空間(或四維時空)所觀察的結果,不直接表示這些高維度空間以跟我們的世界一樣的形式存在著。

在弦理論裡,這十維的空間在早期分裂成兩個部份,一個是六維、另一個就是我們身處的四維空間。這斷裂的一大片六維空間也被捲成了非常小的空間,連原子也塞不進,更甭談住人。
所以在這些理論裡,這些高維度空間都存在你我左右,只是我們觀察不到。

在弦理論中,弦是非常微小的,在普朗克常數(Planck’s Constant,10的負34次方)尺度範圍裡。而在 M 理論裡,這些弦卻可以張開成無限大,變成一片片的『膜』(所以有說 M 就代表『膜』,Membrane,但它的創立者愛德華·維騰,Edward Witten,卻保持神秘),在高維空間裡漂浮擺動著。當兩片鄰近的膜擺動得太靠近而相撞時,就會創造出一個低維度的宇宙,我們宇宙的大爆炸(Big Bang)就是在這個前提下產生的。

所以無數的宇宙在高維度空間裡一直不斷的被創造出來,就像肥皂泡沫一樣。每一個被創造出來的宇宙都有著一套不一樣的常數,大部份的常數導致宇宙很快的癱縮或過份膨脹而消失,只有很少的宇宙能保持比較長久一點的時間,就像我們身處的宇宙。而連接這些宇宙的只有超空間,所以宇宙之間的通行(或通訊)在量子尺度裡或許有一天能辦得到(還是非常非常困難的),但想要跨越超空間到另一個宇宙去旅行,在人類尺度裡是辦不到的,因為所需的能量是整個宇宙。

在科學精神下,弦理論和M 理論或許永遠不能被證實。因為在超微小的量子界,所有的觀察活動都會直接影響被觀察的的對象,進而影響觀察結果。量子物理學創始人之一維爾納·海森(Werner Heisenberg)在他的測不准原理(Uncertainty Principle)就已經提到了。

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