宇宙空間有幾維?

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【明慧網二零一一年四月六日】(明慧記者華雲編譯)以人類的智慧探測宇宙的奧秘給人以盲人摸象的感覺。天文學家們只能從各種數據之中找出蛛絲馬跡進行大膽的推測。

根據最流行的大爆炸學說(這個學說目前仍然只是個假設而已),我們身在其中的宇宙起源於一個點,爆炸之後經過130億年的時間成為現在的樣子。對於這個點到底有甚麼樣的特性和它為甚麼爆炸,科學家無從解釋。不過在今年三月份的一期《物理評論快報》(Physical Review Letters)上,兩位科學家Jonas Mureika 和 Dejan Stojkovic提出早期宇宙可能只有一維或二維空間。

他們推測,宇宙爆炸之後首先產生的是一條線,在後來的降溫過程中這條線逐漸橫向擴展成一個平面,隨著宇宙進一步降溫,它又縱向擴展成為我們現在的三維空間(三維分別是長、寬、高)。那麼是不是到此為止了呢?現有的探測手段無從知曉,兩位學者推測也許我們生活在四維空間的一個三維的面上。

這一大膽新穎的假說建立在他們對宇宙射線的觀測和分析結果上。宇宙射線充斥在宇宙之中。在宇宙冷卻的過程中,它所發出的射線的能量也隨之降低。所以根據探測到的宇宙射線的能量,可以猜測它是哪一時期發出的射線。能量越高,時間越久遠。這兩位物理學家在研究能量超過1TeV的射線時發現一個奇怪現象,這些射線幾乎存在於一個平面之中。 也就是說,在一個時期之前,宇宙是一個平面的。兩位科學家以此類推,在更早時期,宇宙是一條線。

為了佐證他們的假說,兩位學者借用愛因斯坦相對論提出了一個測量引力波的實驗,根據相對論的推測,引力波只能存在三維或三維以上的空間中,無法存在於更低維的空間。同時,瑞士高能對撞機也可以研究能量高達1Tev 的粒子,分析粒子對撞後的信號也可以知道它們是不是在一個平面上。

換一個角度想想, 如果宇宙真是從一維(線)發展到二維(面)然後到三維(體),這倒不像是爆炸,更像是有誰把宇宙拉開了一樣。在四維或者更高維的空間裏,我們感知到的三維的宇宙就像是一個層面。這讓我們聯想到中國古代神話中的盤古開天地,和佛道兩家談到的不同層的天。

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