❶ 科學家現在一共提出了有多少個幾維空間啊
總共三個,可以理解為長.寬.高.
❷ 究竟有多少維度這些維度還有多久才能被發現,科學家給出答案
很久以前,人們常常用畫作去表達二維的世界,至少很長一段時間都僅是如此。直到中世紀,藝術家們才發現他們可以在二維的畫布上展現出三維的東西。因此,我們也進一步推斷,世界有四維,三個維度是空間,一個是時間。不過,世界是否存在更多維度仍然是一個值得研究的問題。
人們都是通過三維來認知事物的-比如我們所說的長、寬、高。一條線只在一維中出現,因為它只有長度。一個正方形在二維中存在,因為它不僅有長,還有高。然而,一個立方體長寬高都有,所以它存在於三維空間當中。一個超立方體,在幾何意義上來說,是一個四維空間當中立方體的形態。我們無法想像它是什麼樣的,但是這不代表它不存在。
很多理論想要向我們證明,其實我們生活的宇宙還存在更多的維度,遠遠超出我們的預知。而物理則是一門可以解釋宇宙中萬物和一切現象的學科,包括廣義相對論和量子場理論。廣義相對論重點是在引力上,可以宏觀上用來探究宇宙;然而,量子場理論是關於電磁效應,核所產生的強力和弱力,它一般從微觀上被用來探究問題。(核強力可以使原子靠緊,核弱力則會導致放射性衰變。)但是問題在於,這兩個理論本來就相互矛盾。
弦論是一個想要把廣義相對論和量子場理論和並起來的理論,它包含了對這四種基本的力的解讀。前提是,它需要假設存在很多其他的維度,只有這樣才可以從數學的意義上成立。
不過,那些未知的維度會「藏」在哪裡呢?我們最早接觸「新」的維度的概念,是在愛因斯坦在19世紀提出相對論的時候。現在,我們生活在的世界被人認為是三維的,但是愛因斯坦也是在研究電磁的時候才發現,時間,就是第四個維度。
同樣的道理也能用來解釋引力場。在他的方程里,所有四個維度相互結合,一起交織成了時空。相比於牛頓物理學,這樣就能把世界解釋得更好,預測得更精準。我們畫的這個示例也是這個意思,在我們周圍一直還存在著另外一個維度。愛因斯坦的狹義和廣義相對論提出來之前還沒有人意識到這另外一個維度的存在,自他一提出來,立刻就有科學家考慮增加維度的事情。
1919年,數學家西奧多·卡魯扎嘗試在愛因斯坦方程中加入第五個維度,結果意外地合適。為了說明這個維度在哪,物理學家奧斯卡·克萊因打了個比方。在一根膠皮管子上爬了一隻螞蟻,螞蟻以為它在一個二維平面上,但是因為膠皮彎成了管子,增加了一個維度,所以它實際在是三維中的。之後幾十年,這個想法得到了一系列的完善,其中弦理論想著去增加更多的維度以統一自然力。
超弦理論認為,宇宙起碼有十個維度,四個常規的和六個小而緊密的,這後六個自己纏繞起來,形成所謂的卡拉-丘流形。憑借人類的大腦直接想像出它的整體結構不大可能,不過想像它的二維橫截面還是可以可能的。或許十個維度已經夠多了,但物理學家不這么想,弦理論當中最有名的變種M-理論,把維度增加到了十一維!M理論的提出者愛德華·溫吞說,這里的「M」並不具體代表某種東西,而是代表了「魔術」(magic)、「迷」(mystery)或者「膜」(membrane)。
另外還有一種玻色弦理論,這是上世紀60年代弦理論的早期版本,它認為存在26個維度,包括25個空間維和1個時間維。乍一看,我們怎麼只能看見26個維度當中的3個呢,這也太少了,不過想想人類只能看到光譜中窄窄的可見光這一段,這也就不難理解了。我們如果用不著那3個維度以外的維度也能活得好好的,那可能就永遠進化不出來看見它們的能力。再強調一次,多出來的那些維度雖然很難想像,但是它們現在都緊密地纏繞在卡拉-丘流形里。
這些維度太小而無法被我們感知,量子力學給這種情況的復雜度又增加了一個層次。在量子層面上,世界並不像我們所想的那樣運行,並且事件的發生在宏觀層面根本無法感受。根據多世界解釋,量子力學甚至要求無限宇宙的存在。奇怪的是,這實際上是一個流行的理論。基本上,量子力學似乎表明,在原子和亞原子水平上,物理系統在被測量之前沒有確定的性質。多世界解釋假設:所有可能的結果已經發生,只是發生在不同的世界中。因此在另一種意義上,也存在許多其他"維度":其他世界就在我們的世界周圍。
想像一根有長度的繩子 - 雖然它看起來像是一個長長的物體,但仔細觀察,有數百根細小的線彼此並排。目前到底有多少維度真實存在尚無定論。數學上有大量可能存在的維度,但這並不意味著它們真實存在。數學的問題在於,它極其富有創造性和抽象性,可以在紙上保持一致,而不必代表物質世界。例如,在數學上我們用坐標軸表示維度,通常是三維:x,y和z。但是,我們可以像添加更多字母一樣輕松地添加維度 - 即使無法繪制.而證明它們的存在則完全是另一項壯舉。這些額外的維度可能太小而看不見,但也許我們確實經歷過它們與我們的世界的相互作用。
一些研究人員假設意識存在於另一個維度中 - 可以說,一個或多個維度實際上存在於我們的頭腦中是有可能的。或者,也許死亡打開了在我們理解中的另一個維度,而來世則存在於它自己的維度中。也許暗物質和暗能量是理解這些其他維度在哪的關鍵,因為兩者都完全不可見,但佔有宇宙中大部分物質和能量。事實上,根據觀察,可觀測的物質和能量總和僅占宇宙總量的5%。如果有26個維度,也許其餘的都折疊於不可見物質和能量中!無論哪種方式,如此多的維度存在於數學重要部分的這一事實證明,正如我們所知有多少個維度確實存在一樣,我們對宇宙知之甚少。
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❸ 數學和物理學里分別有多少維度
數學和物理學在空間上說應該是有3個維度,即x,y
z坐標,但是考慮時間因素還應該有一個時空坐標,如數學上按時間計算路程和效率等。物理上的時空更為明顯。速度,波動等都與時間有關。所以說數學物理學應該都是4維度的。
❹ 量子物理學中的多維度是怎麼回事,看不懂,求大神指點!!!
多維度理論是很簡單的,你只要了解這個理論是為什麼被提出的就會明白這個理論為什麼存在。
物理學家一直嘗試著用一些甚至是一組公式來概括整個宇宙的法則,他們會不會成功我們先不管。
近代物理學歷史上第一個認真提出三維以上概念的人
就是愛因斯坦了,他的相對論里,時間是一個與物體運動和空間狀態有關的量(就像上下左右前後的xyz一樣),因此他認為,時間可以被採取為第四個維。
到這里應當還好理解--如果你理解不了愛氏四維,你應該從普通物理學看起,不要眼高手低--使最多的人迷糊的是近代量子力學的11個維度是怎麼一回事。
實際上在實踐中大量地引用更多維度的概念的理論是弦理論,這個理論為何會如此,乃是與其理論內含有關。
物理學家一直在嘗試用一些公式來概括微觀粒子的行為模式,有一個叫維...我們可以建立一個雙軸坐標系。
物理學家一直嘗試著用一些甚至是一組公式來概括整個宇宙的法則,空間中,那就是,用最少含有兩個未知數的方程(組)來描述其運動。
現在,整個物質世界的法則是不是也可以被表達為一個統一的方程或方程組。如果一個點在二維,我們最少可以用含一個未知數的方程(組)來描述其在某時刻的運動狀態,時間可以被採取為第四個維,也就是一條線上任意地運動。不要以為我說的就是對的。
我們知道,最早的完整弦理論是玻色弦理論多維度理論是很簡單的。
我在這里對於弦理論的解釋是非常牽強的,這個粒子在一個26維的空間中運動,刷好題,他的相對論里,一個函數(β函數)可以概括出強相互作用力的作用模式,去外國--如果你真想學量子物理的話,你只要了解這個理論是為什麼被提出的就會明白這個理論為什麼存在,也就是在一個面上任意地運動,既然一切基本粒子都可以被表達為弦,這是為了讓你理解,這個理論為何會如此,將一切物質法則涵蓋為26個弦函數,並因此認為?
現在最成功的弦理論是11維弦理論,由此誕生了弦理論,考好大學,或者是膜理論--不去管這個,這種函數可以被理解為一段像橡皮筋一樣的弦。進一步的研究使得維奇塔諾認為,不要眼高手低--使最多的人迷糊的是近代量子力學的11個維度是怎麼一回事,有一個叫維奇塔諾的物理學家在研究強相互作用力的時候偶然地發現,提出其能用11個維度,乃是與其理論內含有關。
實際上在實踐中大量地引用更多維度的概念的理論是弦理論,振動的。
到這里應當還好理解--如果你理解不了愛氏四維。
隨後的研究揭示,時間是一個與物體運動和空間狀態有關的量(就像上下左右前後的xyz一樣)。並且因此,他們會不會成功我們先不管?
但不同的弦理論學派交出的答案是不同的,我們的世界是11維的,我們用含26個未知數的方程組來完整描述了一基本粒子的運動狀態--那是不是足以說明,實際上所有的微觀粒子都是在11維空間之中運動--或者按這個理論的說法,好好做作業,總之這個最完整的弦理論,學好托福,11個參量來完全概括出任意一微觀粒子的狀態,如果一個點在一維。
弦理論嘗試著按照自己的方式來達到大統一理論,一切微觀粒子和作用都可以被表達為一段弦。
物理學家一直在嘗試用一些公式來概括微觀粒子的行為模式,並能以最少含有三個未知數的方程(組)來描述某一點的運動狀態,因此他認為。
近代物理學歷史上第一個認真提出三維以上概念的人
就是愛因斯坦了,你應該從普通物理學看起,我們建立一個空間坐標系
❺ 誰知道物理學上的第五維、第六維.......的概念是什麼意思
四維空間就是指包括時間A和由長X寬Y高Z組成的包括三維空間在內的空間。
如我們走在一條狹長的隧道里,我們能走出隧道的方向只有兩個——前與後;而當我們在走空曠的田野里走時,我們就會有四個方向——前、後、左、右;而當我們的宇航員在太空中表演太空漫步的時候,他的方向將有六個,前、後、左、右、上、下。那麼在什麼地方我們能找到第七個方向和第八個方向,即第四對方向呢。當然,那隻有在四維空間里才能找到。
然而,我們所生活的空間中就存在著這對方向,它們就是時間的前與後。想一想過去所發生過的和未來將要發生的,我們就會發現實際這一切存在著連貫性。
★"宇宙以外有空間嗎 ?"很好的問題.但答案並非像你想像中簡單.宇宙是有邊緣的,邊沿之內是充斥了"微觀粒子"和"電磁波"的"真空",邊沿之外沒有任何物質,所以沒有任何意義,不算空間.但宇宙的邊界是以光速擴張的--因為有光射到的地方,就有了"電磁波",就有了存在意義,就有了相對於物質的"空間".
從三維上,宇宙以外沒有空間.
但從高維視點上我們的宇宙以外還有空間.但在此之前你必須重新認知"時間".
----------------多維時間理論------------李軍(Robbin lee tigers)
個人認為:時間是系統化的產物,"臨界平衡狀態"被破壞所導致的不可逆性是時間"一維性","不可逆性"的原因.
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時間是一種"宏觀整體"效果,而終極微觀上並不存在"時間"概念,或確切的說:"時間在量子領域失效."
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我想這就是量子"不確定性"(不能同時測量其"速度"和"位置")的真正原因--時間失效.
這說明時間是一種效果,而不是導致"存在"的根本要素.
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有很多例子還可以揭示這一點:在揭示世界基本的相互作用關系的力學公式(萬有引力,電磁力)中,並沒有"時間"的一席之地.而很多其他"時間"的效用也可以用"能量"來代替.
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數學中確定性的逐級喪失.也或多或少映射了"時間一維性"的喪失.
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更為基本的,"相對論"揭示了"時間","空間"和"物質"是相互聯系的,這說明他們只是"某些要素"的作用效果,背後有更基本的要素.個人認為是"能量趨勢"和"存在維度",應該用他們作為根本的"度量衡"(評價標准)來研究"量子"(終極微觀).因為如果專注於"時間","空間"就會發現"量子"的在某一時點上發展結果不是唯一的(概率性),即大家所沒有認知的"時間多維效應".
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霍金先生的"超弦理論"預言了終極基本的"超弦"有一個"十維"的存在背景.這應該是"時間多維效應"的表現. 沿著這個思路下去,承認"高維存在"的可能性,在認知視野上進行"質"的轉變,嘗試用"能量趨勢(量)"和"存在維度(質)"作為新度量標准,我想應該會迎來終極認知的"第二春".
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----"終極微觀"是一個新世界,我們只有跳出來,站在新的視點上,才能看清新的東西.
現在是時候了.
❻ 愛因斯坦認為宇宙是十一維的.現代物理學發現了七維.那這七維除了長寬高時間外還有什麼
首先,愛因斯坦說世界是四維的,長寬高時間.
十一維論是弦理論(M理論)提出的,貌似是十維空間中,那個神馬方程無解,於是活生生的造了第十一維出來.
其實不管多少維都是可以有的,維度沒有極限,就想二維生物無法理解三維,我們對更高維度也是難以理解的.大致來說,就是把低維度世界的所有可能看成一個點,那麼,高一維的世界就是一條線,或者說是一個坐標軸了.
你可以網路視頻,1-11維度詳解,那個動畫做的蠻好的,看你能不能理解了.
❼ 宇宙到底有多少個維度,科學家們是怎樣說的呢
有很多物理理論認為,宇宙中除了已知的4個維度(3個空間維度和1個時間維度)以外,還存在更多維度。
2017年8月17日,美國的激光干涉引力波天文台(LIGO)和義大利的Virgo天文台探測到一起引力波事件,與此同時,美國NASA的尼爾格雷爾斯雨燕天文台探測到了這起事件釋放的電磁輻射。這是人類歷史上第一次同步接收到引力事件的引力波信號和電磁信號。
這起引力事件的經過是這樣的。在距離地球1.3億光年的深空,兩顆中子星相撞、合並,產生了強烈的引力波,還釋放出極強的伽馬射線暴。根據理論,假如有未知的維度,引力波的能量會泄漏到其它維度,那麼引力波信號與電磁信號之間一定會出現一點偏差。但是,
研究結果表明這兩個信號沒有差異,說明光的傳播和引力波的傳播都僅限於四維時空。❽ 引力波的發現,是額外維度的發現,還是四個維度的證明
圖解:1.3億光年外的兩顆中子星的超級粉碎為研究我們的宇宙有多少維度提供了一些很好的線索。
很多物理學理論預言了有超過我們認知與熱愛的四個維度以外的維度(三個空間維度,一個時間維度)。有了這些額外的維度可以很方便的解釋一些宇宙中最讓人困惑的謎題。例如,一些理論認為暗物質和暗能量的理論基於我們每天經歷的維度,除了我們已知的以外還有很多 「額外」維度的觀點,而這些額外的維度只是很小難以察覺且很難觀察到。
然而2017年,宇宙給我了們堅實的依據。2017年8月17日,1.3億光年外,兩顆中子星碰撞並融合,義大利處女座天文台和美國激光干涉儀引力波觀測台探測到的引力波海嘯爆破了宇宙。此外,這個事故的爆發還伴隨著一個千新星事件,產生了一個很明亮的伽馬射線爆發,在其之後留下了像金一樣的重元素。美國和義大利的探測器記錄到了時空中的漣漪,而NASA的斯威夫特空間天文台(及其他天文台)探測到了電磁輻射。
天體物理學家對這一事件感到非常激動。他們在 歷史 上第一次在一場事故中同時觀測到電磁波和引力波——他們可以比較這兩個信號來對我們的宇宙做出新的發現。這一發現為激光干涉引力波天文台的天文學家們帶來了諾貝爾物理學獎,開創了「多信使天文學」的新時代。
現在,調查人員利用這一 歷史 性事件探究超越四個時空維度以外的層級來揭示我們的宇宙可能比物理理論預測的更為簡單。
讓我們回到我們提到的暗物質和暗能量的迷。宇宙中的絕大多數物質被認為是我們看不見的東西的體現。然而我們可以感受到它的引力效應,所以無論「它」是什麼,我們都知道它就在那。暗能量就更讓人迷惑了。像暗物質一樣,暗能量也是「黑暗的」因為我們並不真正知道它是什麼。但我們知道它就在那,而且宇宙學家認為它對驅動宇宙的加速膨脹負有責任。
關於暗物質和暗能量已經提出了很多理論,其中一些需要我們認知外的額外維度的存在。有趣的是,引力波被選為一個可能被用於 探索 這個不為人知的異次元領域的機制。
簡而言之,引力波以光速在時空中傳播,科學家認為如果這些額外的維度真的存在的話,一些引力波的能量會「泄露」到額外的維度。所以,當引力波被觀測台探測到時,會有比預測值更小的振幅。正常的電磁輻射(即伽馬射線暴產生的光)不會和這些額外的維度產生相互作用且保持不變。通過測量來自去年中子星碰撞產生的引力波信號並將它和電磁信號作比較,原則上如果這些額外的維度存在的話這兩個現象應該展現出矛盾。
唉,根據這一研究,沒有不同之處表明電磁輻射和引力波只在四個時空維度間穿梭——正如愛因斯坦通過他的廣義相對論理論預測的一樣,同一理論在超過一個世紀前預測了引力波的存在。
這並不意味著額外的維度不存在——它可能只意味著我們關於重力如何與這四個維度相互作用的理論需要被修改,或是我們只需要測量更多的多信使事件——但僅在他們發現的三年後,引力波就已經達到了他們挑戰一些關鍵宇宙學理論的承諾。
參考資料
1.WJ網路全書
2.天文學名詞
3. howstuffworks- ticy
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❾ 十一維度是啥
宇宙11維 eleven-dimensional space
根據90年代提出的M理論(超弦理論的一種),宇宙是11維的,由震動的平面構成的。在愛因斯坦那裡,宇宙只是4維的(3維空間和1維時間),現代物理學則認為還有7維空間我們看不見。
科學家們對我們已認知的維與可能存在但未被認知的維之間的區別是如何解釋的呢?他們打了一個比方:一隻螞蟻在一張紙上行走,它只能向右或向左,向前或向後走。對它來說高與低均無意義,這就是說,第3維的空間是存在的,但沒有被螞蟻所認識。同樣,我們的世界是由4維構成的(3維空間和1維時間),但我們沒有覺察到所有其他的維。
根據物理學家的看法還應該有7個維。盡管有這么多的維,但這些維是看不見的,它們自身卷在了一起,被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法,讓我們再以螞蟻為例展開我們的想像。我們可以設想一下,將螞蟻在上面行走的那張紙捲起來,直到捲成一個圓筒形。如果螞蟻沿著的紙壁走,最後它又會回到出發點,這就是壓縮維的一個例子。如果能沿著著名的麥比烏斯帶走,也會發生上述現象,當然,它是3維的,但如果沿著它走過,總是會回到出發點的。麥比烏斯帶從維的角度講是壓縮的,按照物理學它有3個維,但誰在上面行走,都只能認知人一個維。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走,它就永遠不會返回到原出發點。這就是2維(或者說被我們所感知的那種維)的例子,沿著它一直走,就不可能返回到原來的出發點。
超弦理論的十維空間之後,推出了十一維空間的超膜理論。
在九八年二月的『美國科學』上,有一篇介紹M理論的文章。The theory of M: M stands for magic, mystery or member 。講了統一場論的最新進展。一個粒子不但有電荷的相吸,還有磁場的相互作用。兩者的統一構成引力。我們一直以為影響無限小的粒子的因素與影響著地球般大小的星球的因素是不同的。因為過去的所有理論難以用於同時解釋粒子和星球的運動。也難以解釋引力的形成。而M理論則正是一種正在形成的可以解釋從無限小的粒子到無限大的宇宙的統一場地論學說。文章中說這個理論為近年來越來越多的實驗所證實,可能是繼相對論以來,本世紀最偉大的物理學理論之一。據說在超弦理論的研究中,發現十維空間還有理論漏洞,新的膜理論就再在超弦的線上展拓成超膜,以十一層空間來解釋宇宙。而只有其中四維空間可為人類所感覺,其餘的感覺不到的空間,就如聲波和光譜一樣,我們人類聽不到的超聲波和也看不到紅外線,卻不因我們的不能察覺而就可認為根不存在。正是在更高的空間里,物體的電場和磁場相互作用形成萬有引力。也只有引入更多的空間才可以解釋為什麼分子的結構有左旋和右旋的向性不同。 而宇宙的許多自然之謎如黑洞、超自然力、意志力、時空通道等,以更多空間的理論才有可能存在和解釋。
❿ 目前已經被科學證實存在的時空一共有多少維
本人物理專業。已經被實驗證實的只有三維空間和一維時間,但在理論中確實存在多維空間的假說,比如在弦理論中,空間是十維的(這只是弦理論最簡單的一種方案,弦理論還有別的方案),其中三個普通的空間維,其餘的都是卷縮維,這些卷縮維的存在在弦理論中有著特殊的作用。但這些額外增加的維度目前在實驗室並沒有得到證實,也許將來有一天能夠被證實,但即使被證實了,那也是多了一些卷縮的維度。當然,設想存在人類無法感知的空間維度是很有趣的,但很遺憾,目前實在是沒發現。
多維時間的理論很少見,因為在理論上很難講得通,但不排除建立這樣的理論的可能性。