引力会泄漏到更大的宇宙维度中去吗?

访客 宇宙探索 2018-03-13 0

引力会泄漏到更大的宇宙维度中去吗?

当涉及到时空的维度时,你所看到的可能就是你所得到的。

利用两颗中子星相撞的观测结果,科学家们没有发现引力泄漏到隐藏维度的证据。研究人员报告说,观测到的大空间维度的数量仍然局限于我们认识和喜爱的三个维度。

就像漂浮在池塘上的昆虫可能不知道水面上或水下是什么一样,我们的三维世界可能是我们无法直接观察到的更高维度宇宙的一部分。然而,普林斯顿大学的天体物理学家大卫·斯珀格尔(David Spergel),这项新研究的合著者之一,他认为:“引力也许能够探索其他维度。”

芝加哥大学天体物理学家丹尼尔·霍尔茨(Daniel Holz)说,这些额外的维度或许可以解释物理学中的一些难题,比如暗物质(宇宙中尚未确定的质量来源)和暗能量(导致宇宙膨胀速度加快)的存在。“这就是为什么人们对这些限制感到兴奋的原因。”

引力会泄漏到更大的宇宙维度中去吗?

为了寻找任何引力泄漏的迹象,科学家们转向2017年8月17日探测到的中子星撞击中发射的光波和引力波。这种光使科学家们能够找到中子星合并的星系。Spergel,Holz和他的同事们表明,考虑到星系离地球的距离,引力波的强度和预期的一样。额外的维度并没有窃取,并导致削弱了观察到的波。

Spergel说,各种理论预测了引力可能泄漏到的时空的额外维度,但新的结果只适用于更大的额外维度。这是因为从中子星碰撞中探测到的引力波的波长为数千公里。也有小于一毫米的微小额外尺寸,但它们不会影响这种延长的波纹。

包括大卫·斯珀格尔(David Spergel)在内的一群理论物理学家在2000您提出的一种理论预测了一种大的额外维度。只有在很远的距离,才能看到引力向这类维度泄漏的影响--这解释了为什么在较小的尺度上,如太阳系的大小,重力表现得好像有三个空间维度。

研究人员在新的研究中总结说,由于引力波在它们到地球的旅途中似乎并没有减弱,它们在到达任何潜在的额外维度之前,必须传播超过6500万光年。

引力会泄漏到更大的宇宙维度中去吗?

但是其他关于额外维度的理论并没有受到结果的影响。弦理论认为粒子是由无穷小的振动弦组成的,它预测微小的额外维度会卷曲在自己身上。Spergel说:“我们绝不排除弦理论。”物理学家丽莎·兰德尔和拉曼·桑德鲁姆于1999提出了另一种可能无限大的额外时空维数。但这样的理论也不排除,因为引力不能穿透很远的那种额外的维度。马克西米利安大学的德瓦利说,中子星合并是“一个全新的引力测试实验室。”“这绝对是令人着迷和奇妙的。”但是,德瓦利指出,在这些尺度上,他早在2000提出的那种额外维度似乎已经不太可能了。“我要说的是,宇宙学已经对泄漏产生了极其强烈的限制。”无论我们远眺太空,宇宙似乎都遵循正常的三维引力定律。#p#分页标题#e#

就目前而言,空间的尺寸仍然像1,2,3一样简单。


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