宇宙到底有多少个维度,科学家们是怎样说的呢?

如题所述

有很多物理理论认为,宇宙中除了已知的4个维度(3个空间维度和1个时间维度)以外,还存在更多维度。


如果真的存在更多的维度,那么关于宇宙的一些最扑朔迷离的谜题就很容易破解了。比如,暗物质和暗能量。

暗物质构成了宇宙的23%,我们看不见这些物质,也不知道它们是什么,但我们可以感知它们的引力效应,所以我们相信它们确实存在。暗能量构成了宇宙的73%,它推动整个宇宙以令人难以置信的速度飞快地膨胀。除了暗物质与暗能量之外的4%,才是我们现在看得见摸得着的“宇宙”。


为了刻画暗物质和暗能量,科学家提出了许多理论,其中一部分理论只有在宇宙存在额外的维度的前提下才能成立,

他们猜测,额外的维度就在我们身边,但是尺度非常小,我们无法观察它们。

这些关于维度、暗物质、暗能量的理论目前还没有办法证实,但爱因斯坦的广义相对论切切实实地带我们感知到了来自遥远深空的引力波。

宇宙中发生大质量天体相撞的事件会产生引力波,

假如真的有未知的维度,那么引力波的一部分能量就会“泄漏”到其它维度

,地球上测量到的引力波的振幅就会偏小。大质量天体相撞事件还会产生电磁辐射,比如伽马射线暴。根据人们长期以来的观察,电磁波不会泄漏到其它维度。

假如能同时观察来自同一事件的引力波和电磁波,加以比较,就很容易知道引力波的能量有没有泄漏到其它维度。


2017年8月17日,美国的激光干涉引力波天文台(LIGO)和意大利的Virgo天文台探测到一起引力波事件,与此同时,美国NASA的尼尔格雷尔斯雨燕天文台探测到了这起事件释放的电磁辐射。这是人类历史上第一次同步接收到引力事件的引力波信号和电磁信号。



这起引力事件的经过是这样的。在距离地球1.3亿光年的深空,两颗中子星相撞、合并,产生了强烈的引力波,还释放出极强的伽马射线暴。根据理论,假如有未知的维度,引力波的能量会泄漏到其它维度,那么引力波信号与电磁信号之间一定会出现一点偏差。但是,

研究结果表明这两个信号没有差异,说明光的传播和引力波的传播都仅限于四维时空。
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