超弦论和扩展维:广义相对论和量子力学间相互交流

发布时间：2023-04-19 13:19:22 所属栏目：外闻来源：

导读：现代物理学最大的挑战之一是调和爱因斯坦的广义相对论(将引力描述为时空的曲率)和量子力学(描述亚原子粒子的行为)。广义相对论适用于大尺度现象，如恒星、星系等，但在非常小的尺度上，如黑洞奇点和宇宙大爆炸，它就

现代物理学最大的挑战之一是调和爱因斯坦的广义相对论(将引力描述为时空的曲率)和量子力学(描述亚原子粒子的行为)。广义相对论适用于大尺度现象，如恒星、星系等，但在非常小的尺度上，如黑洞奇点和宇宙大爆炸，它就失效了。另一方面，量子力学适用于小尺度现象，就像原子、分子、光子,但无法解释万有引力。

我们如何在这两个理论之间架起桥梁？一个可能的答案是超弦理论，该理论提出，物质和能量的基本成分不是点状粒子，而是微小的振动弦。这些弦可以有不同的振动模式，对应不同类型的粒子和力。超弦理论还要求在我们所熟悉的三维空间之外存在额外的空间维度。这些额外的维度通常被认为蜷缩在非常小的尺度上，目前我们的设备还没有检测出来。

关于额外维度如何影响引力的一个例子是德西特空间，这是一种具有宇宙常数的时空。这意味着它有一个恒定的膨胀速率，类似于我们今天在宇宙中观察到的情况。德西特空间可以用不同数量的维度来描述，这取决于我们如何看待它。例如，四维德西特空间可以看作是嵌入在五维平面空间中的三维球体，或者也可以看成是嵌入在六维平面空间内的四维双曲面。

超弦理论是当前物理学中最为前沿和挑战的领域之一，它的发展涉及到许多基础科学问题的解答。除了为量子力学和广义相对论之间搭建桥梁外，超弦理论还有许多其他的应用。例如，超弦理论将能解释宇宙中那些幽暗的物质和能量,使我们能够理解它们。

（编辑：汽车网）

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