然而现代科学发现,宇宙的结构还不是这样简单。在基本粒子、基本相互作用力等领域研究中,科学家们发现,我们的宇宙可能不是简简单单的一个三维空间。“超弦理论”预言宇宙还有其它7个维度的时空存在,而“膜世界”理论则表明我们人类所生存的空间只是多维宇宙的一个层面(膜)。下面介绍的是科学家对宇宙暗能量(Dark Energy)的研究成果,从另一个角度对多维空间进行了探索。
宇宙“大爆炸”理论描述了大约150多亿年前宇宙诞生的初期,巨大的能量使宇宙急剧地膨胀。后来随着宇宙的慢慢冷却,在引力的作用下宇宙的膨胀速度渐渐减小。然而令人吃惊的是,英国和澳大利亚的天文学家们独立地发现了宇宙膨胀加速的新证据。他们的研究结果刚刚刊登在英国皇家天文学会最新的月度期刊上[1]。
这两个天文学家小组的发现震动了科学界,因为人们一直认为宇宙中的物质所产生的引力会使宇宙的膨胀减速,而不应该是加速。这两个小组根据观测到的遥远星系中的超新星(巨型的爆炸的星体) 的亮度推断,宇宙里面充满了一种神秘的暗能量,正是这种暗能量的存在使得宇宙不断地加速膨胀。
“暗能量”的概念最早是由爱因斯坦(Einstein)提出来的,但是后来爱因斯坦把提出这个概念说成是他科学生涯里的大错误,因为它破坏了他的广义相对论的简单和优美。从那以后,“暗能量”成为科学家们争议的话题。著名的英国剑桥大学天文学家亚瑟•斯特雷•艾丁顿(Arthur Stanley Eddington)相信暗能量的存在,他认为暗能量把可观测宇宙的巨大与次原子粒子的微小区分开。但是大多数理论物理学家认为,暗能量看起来实在太神秘,没有必要,所以他们不愿接受超新星小组的结果。
英国剑桥大学天文学教授乔治•艾夫斯塔休(George Efstathiou)领导的由27位天文学家组成的研究小组公布了他们发现的关于暗能量存在的强有力的证据[2]。他们对由位于澳大利亚新南威尔斯州赛丁市的名叫“英澳”的天文望远镜拍摄的巨大宇宙空间的250,000个星系的照片图案进行分析。通过比较大爆炸后150亿年后的现在宇宙的结构,和从微波背景辐射中观测到的大爆炸后30万年时宇宙的结构,“英澳”小组就能用简单的几何学原理来弄清宇宙的组成。
他们的结果表明,宇宙充满了暗能量,与以前超新星小组的结果完全一致。艾夫斯塔休教授说:“看来爱因斯坦一点也没有犯错 --- 暗能量看来是存在的,而且它们的作用超过了常规物质。对暗能量的解释可能涉及到超弦理论、多维空间,甚至涉及到‘大爆炸’之前的事情。现在还没有人清楚,但理论物理学家正在研究之中。”
[后记]
现代科学的新发现在逐渐地打开我们人类的思维,许许多多我们历来认为的真理在科学的新发现面前逐渐失去了往日的光彩。本文介绍的“暗能量”看不见、摸不着,用最现代化的科学仪器也探测不到它的存在,科学家们推测,暗能量可能存在于另外空间。所以我们不能把我们的思维局限在现有知识和观念中,而应该打开我们的思维。其实对于另外空间的真实存在,修炼界早在数千年前就已经通过修炼这种方法认识到了,但是一般的人却认识不到,体验不到,为什么呢?李洪志老师在《转法轮》中说:“假如当你进入到细胞与分子之间、分子与分子之间,你就会体验到已经进入另外的空间了。那个身体存在形式是什么样的?你当然不能用现有的这个空间的概念去理解,你身体得同化那种空间存在的形式要求。在另外空间的身体本来就是可大可小的,那时你会发现那也是一个无比广阔的空间。这就是指的另外空间存在的一种简单形式,同时同地存在着另外的空间。”
参考文献
1. The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 330, No. 2, 21 February 2002.
2. The 2dF (2-degree field) Galaxy Redshift Survey (2dFGRS). More information about the 2dFGRS is available at http://www.mso.anu.edu.au/2dFGRS
发稿时间:壬午年二月十四日 公元2002年3月27日 星期三
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多维空间研究新进展:微观黑洞
韩珂
人类对黑洞的经典设想是一个遥远、庞大的不发光天体,吞噬经过它周围的任何物质,甚至包括光线。近来有些物理学家提出了可能存在的另一种形式的黑洞,即一种极其微小、轻微形式的微观黑洞。当极其高能量的宇宙射线与大气层气体分子碰撞时产生。它随即立即衰变,产生无害的次级粒子,穿落到地面,穿过我们的身体。
这一猜想若被证实,也将会证实物理学界另一种看起来更加难以置信的理论,认为除了我们熟悉的4维时空,还有其它可被观测的多维空间。
自1970年以来,随着超弦理论的发展,人们对多维空间的兴趣日增。但其他维空间在超弦理论中是如此的微小,以致现有的技术不可能探测到它。约4年前,3个理论物理学家(斯坦福大学理论物理学家Savas Dimopoulos et.al.)大胆提出,也许一些其他维空间没有被完全禁闭,甚至某一维空间尺度会大到半径1mm。这一理论的提出不仅使微观黑洞的形成成为可能,而且也为人们寻找其他维空间找到了一条可能的方法。因为在大的其它维空间,物体间的吸引力会变得异常强大,甚至可能会把物质和能量压缩到塌陷成为一个微观黑洞! 而微观黑洞若被实验探测到,也就等于证明了其它维空间的存在。
一些研究人员已开始寻找微观黑洞存在的可能迹象,即微观黑洞在大气层引起的特殊粒子簇射。2002年1月14日的Physical Review Letters上麻省理工学院理论物理学家Jonathan L. Feng和他的同事估算地球大气层每分钟产生几个微观黑洞。新的宇宙射线探测器正在阿根挺建造,预计每年探测到几十个微观黑洞事例。
下一个可能发现微观黑洞的地方是预计2007年开始运行的欧洲日内瓦新的强子对撞机(Large Hadron Collider),在那里极高能量的质子对头碰撞后,将可能产生微观黑洞。Savas Dimopoulos和他的同事在2001年10月15日的 Physical Review Letters 预言,欧洲日内瓦强子对撞机将可能会每秒产生一个微观黑洞! 去年秋天, 另外几个研究人员也独立的得出类似的结论。
其实,目前人类对微观黑洞及其它维空间的认识还停留在理论探索阶段,更不用说再去推测其它维空间的物质的构成及其运行规律了。多维空间也许将很快不再是幻想。它将打开现有科学的思维框架,使人类对这个客观世界的认识发生根本的变化。
参考文献
1. Dimopoulos, S., and G. Landsberg. 2001. Black holes at the Large Hadron Collider. Physical Review Letters 87(Oct. 15):e161602. Abstract available at http://link.aps.org/abstract/PRL/v87/e161602.
2. Feng, J.L., and A.D. Shapere. 2002. Black hole production by cosmic rays. Physical Review Letters 88(Jan. 14):e021303. Abstract available at http://link.aps.org/abstract/PRL/v88/e021303.
3. Weiss, P. “The Black Hole Next Door”, Science News Vol. 161, No. 12 (March 23, 2002). Available at http://www.sciencenews.org/20020323/bob9.asp
发稿时间:壬午年二月廿四日 公元2002年4月6日 星期六
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