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超弦理论 VS(相对论)

时间:2022-12-15

相对论的出现让物理学家对引力场有了一个更深刻的认识,并且把有关引力的计算精确到了让人难以置信的地步

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在物理学的发展上,爱因斯坦的相对论可以说是座里程碑。 相对论的出现让物理学家对引力场有了一个更深刻的认识,并且把有关引力的计算精确到了让人难以置信的地步。因此,相对论成了物理学家预言所有引力系统演变的工具,甚至可以预言整个宇宙的演化历程。但是,爱因斯坦的相对论再成功都不可能是引力的最终结论。

当遇到了极端微小的距离时,相对论的理论就不再适用。因为在极端微小的尺度上,只有新的引力范式才可能计算出精准的数据。而物理力学家们相信,这一范式必定是弦理论。弦理论是理论物理的一一个分支学科。弦理论的一一个基本观点是,组成宇宙和自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子,而是很小很小的线状的“弦”。这个所谓的弦包括有端点的“开弦”,圆圈状的“闭合弦”。当基本单元弦在振动和运动时,就会产生各种各样不同的基本粒子。

如果弦理论是正确的,那么这种理论就会和广义相对论、量子力学比较适用和粒子物理一起解释了宇宙中所存在的一 切景象。 广义相对论但是想要研于大质量的延伸物体,也就是研究宏观世界中的物理现象,所以物里学家在究引力对原子的影响,那么相对论就变得无能为力了。研究原子的运动状况时,可以完全忽略掉相对论,只有这样才有利于研究。这个时候,量子力学的理论就变得十分关键。

在弦理论中,所研见的对象并不是占部空间单经存在的基本粒子,而是一维的弦,这些弦或许有端点,或许会任意连接成为一个闭合的圆圈形。

弦理论告诉我们,宇宙中的万物是由基本粒子构成的,而那些基本粒子则是由弦的振动构成的。也就是说,弦才是宇宙中最终的根本存在。每一个基本粒子的出现都是一个基本弦的振动,而弦振动的特征则决定了粒子的属性,例如粒子的质量和电荷等。因为弦的振动方式有许多种,所以会产生不同类型的粒子。

后来,施瓦茨在弦理论的基础上又提出了超弦理论,不过这个超弦理论只有在十维中才有意义。弦本身就是沿着一个空间维度进行延伸的,而且还会穿越时间。一个点状的物体,由于其在空间维度上没有延伸,所以它的空间维度是零,因此点状的物体可以在三维的空间中自由移动。而根弦就像一一条直线一样,具有一个空间维度,因此弦可以在更多维度的空间内自由移动。具体的维度应该是十维度,其中还包括时间这个维度,这是施瓦茨计算得出的结果。

那么,超弦理论为什么要在弦理论前面加上一个“超”字呢?这是因为施瓦茨等人认为每个基本粒子必须有一个超对称的伙伴,如电子对超电子,于是,弦理论就有了它的伙伴一超弦理论。在超弦理论中,任何基本粒子都不再是一个点,而是根闭合的弦。 当弦发生振动的时候,会分别对应字宙中不同的粒子。

因为他们不过,施瓦茨等人研究出的超弦理论受到了巨大的考验。所研究出的超弦模型只有在10个维度中才有可能是正确的,也就是说的统理论并不适用于每个维度。

而且面对这种先进的理论,作为四维时空生物的我们更加单以维学毕竟,更别说接受一个十维字想象四维具体是什么样子的就十分困难,面了。当时,施瓦茨等人其至还成为了许多人的笑柄。有一次施瓦茨在乘坐电梯的时候,就被一个同事取笑道:“施瓦茨,请何你今天在多少个维度中生活?”

后来,不知道为什么,大多数物理学家都对超弦理论产生了巨大的兴趣,并且投人研究。个别物理学家甚至觉得超弦理论可以解决宇宙的终极之谜,如果自己能研究出一套完备的超弦理论,不仅可以垂名青史,还可以获得诺贝尔奖。当有人批评他的这种想法时,他却说:“超弦理论的权威研究者虽然说目前这个理论还只处于摇篮期,但是我觉得他们是在胡说八道。”除此之外,还有物理学家对这种热衷超弦理论现象的嘲讽:“对于超弦理论的研究,如果不是哲学家和宗教学者的任务,那么至少应该是数学家的工作。”

总的来说,超弦理论被人们接受是十分困难的。在弦理论刚刚提出当的时候就遭到了打压,最初的几个预言都被实验数据无情地推翻了。大多数研究者放弃的时候,施瓦茨等人依然在坚持研究。通过长达十年的研究,施瓦茨等人发表了有关超弦理论的论文,并且解决了之前理论中所存在的最疵,向世人证明超弦理论有能力成为万物理论。

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