物理學家找到“觀察”宇宙額外維度的方法

　　據http://www.physorg.com網站2007年2月4日報告，通過“及時追溯”宇宙大爆炸后的瞬間狀況，美國威斯康星-麥迪遜大學物理學家設計出一種方法可以幫助解開宇宙混沌中所隱藏的額外維度形態。新研究表明，通過破譯額外維度形態對130億年前宇宙形成時釋放出的宇宙能的影響，這種額外維度形態是可以“看見的”。該方法于2月2日刊登在《物理評論快報》上，它證明物理學家可以利用試驗數據來認識這些深奧的額外維度形態的本質。超弦理論是構成統一的“萬物之理”的主要理論，而額外維度形態的存在是超弦理論中一個非常關鍵的，但至今仍未被證明的要素。

　　科學家所研究的超弦理論函蓋了從巨大的星系到亞原子粒子等所有物體的物理原理，根據該理論，宇宙萬物都是由極小的振弦環構成。然而至今為止這門詮釋宇宙構架的前沿科學仍然未得到檢驗。超弦理論的數學原理暗示：我們所認知的世界是不完整的。該理論認為除了我們所熟知的四維（三維空間和時間）空間之外，宇宙還存在6個額外維度空間，這六個“隱藏的”空間卷曲在宇宙所有單點上的微型幾何形態之中。該研究的帶頭人，威斯康星-麥迪遜大學物理學家加里·休說，不要擔心你無法描繪一個10維的世界，我們的思維只習慣于三維空間，大腦缺少想象其它6維空間的參照系。盡管科學家利用計算機使這6個額外維度空間形象化，但沒有人能夠真正有把握地理解這些形態的含意。

　　威斯康星-麥迪遜大學的新研究也許能為超弦理論先前不可測量的額外維度形態提供一個期待以久的測量基礎。根據超弦理論的數學原理，額外維度空間可以包含數以萬計的可能形態，每種形態在理論上與它自己的宇宙相對應并符合它自己的那套物理規律。科內爾大學物理學家亨利.泰（并未參與該研究）解釋道：“對我們的宇宙而言，自然選擇萬物，而我們想知道萬物究竟是什么樣子。”

　　加里·休稱，多維形態實在太小，僅通過正常的觀察方式無法看到它或測量它，那樣只會使檢測超弦理論的關鍵要素變得非常困難。他說，“你可以使任何事物理論化，但你必須要通過試驗來驗證該理論。現在我們的問題正是如何試驗超弦理論。”他和研究生布勒特.安德伍德希望通過觀察天空來獲得靈感。他們的方法基于這樣一種觀點：在宇宙本身還是一個高度濃縮的微型物質和能量斑點時，這6個微型額外維度空間對宇宙有著強大的影響。“我們的想法是及時回到過去并觀察過去都發生過什么。當然，我們不可能真正回到過去。”

　　由于缺少必要的時間機器，他們利用了第二種選擇：一張描繪宇宙大爆炸所釋放的宇宙能的地圖。這種被美國宇航局威爾金森微波各向異性探測器捕捉到的宇宙能事實上已經持續存在了130億年。加里·休說，這使得能量地圖基本上成為“宇宙誕生的快照”。威爾金森微波各向異性探測器是美國宇宙局“宇宙背景探測器計劃”的接任者，后者幫助科學家贏得了2006年諾貝爾物理獎。加里·休解釋道，正如物體的影子可以讓人知道物體的形態一樣，宇宙能的樣式也可以暗示其它6維空間的形態。

　　為學會怎樣從宇宙地圖中閱讀6維空間的秘密信號，他們的研究是“反向的”。他們先從兩種不同類型的簡單幾何學著手，計算出了被預測的能量圖，這種能量圖在每種形態所描述的宇宙中是可以被看見的。當他們對比這兩張圖時，他們發現兩者存在細微但非常重要的差別。他們的結果表明宇宙能的特殊式樣可能掌握著6維形態幾何學的線索。亨利.泰說，這是第一種展示出這種前景的可觀察數據。

　　加里·休說，盡管現在的數據還不法足夠精確地與宇宙對比他們的發現，但接下來的實驗，比如歐洲航天局的普朗克衛星應該具有探測不同幾何形態微妙差別的靈敏度。“我們利用簡單易懂的幾何形態得出的結果證明了這樣一種概念：通過解讀宇宙能的樣式，我們可以破譯隱藏的額外維度空間的幾何形態。這為測試超弦理論提供了一個極為珍貴的機遇。”科技的進步使得科學家能夠捕獲更加詳細的宇宙地圖，它將幫助科學家確定必要的可能性，還可以使科學家破譯宇宙能量地圖——從而向著鑒別與宇宙本身相符的單一幾何形態又邁進一步。亨利.泰說，這種可能性的含意是深奧的，“如果這種形態被測定，它將告訴我們超弦理論是正確的。”