宇宙是几维空间?
千百年来,人们一直认为宇宙就是一个三维空间。
但到了20世纪,这一观点发生了变化。爱因斯坦首先提出了宇宙是四维的,甚至提出宇宙不止四维,应该是多维的。
甚至还有人认为宇宙是无穷维空间。但是,时至今日,除了有人提出第五维可能是质量外,其余的额外维究竟是什么仍未弄清楚,人们也不能看到它们的存在。
那么,宇宙是不是多维的呢?这些额外的维又该如何理解呢?
人们长期以来是以三维的欧几里得空间为基础来研究无限广袤又极其复杂的宇宙的,由于它是以普通力学运动作为基础,没有建立时间和空间之间的内在联系,把时间
绝对化了。
因此用它来描绘充满了相对性运动和弯曲时空的宇宙显然是不够的。
爱因斯坦根据每一运动物质都有其空间位置对时间的依赖性这一普遍规律,确立了空间和时间的相互关系,建立了四维空间结构。
同三维空间一样,它在描述宇宙运动时仅谈其整体的宏观运动特征,而置质点自身的结构、性质以及内部的物质运动于不顾。 显然,不涉及物质的内部空间性质的四维空间结构所描绘的宇宙也是不完整的。
20世纪70年代发展起来的超弦理论突破了爱因斯坦的四维空间,从数学上论证了
宇宙应该是大于四维的多维空间。这在实质上是把宏观宇宙和微观宇宙在一定程度上结合起来了。
超弦理论所刻画的额外的维都是描绘微观宇宙的,例如原子、基本粒子、强力和弱力以及真空要点等。从这一点出发,也就容易理解那些额外维的物质度量,并能够进一步探讨决定微观宇宙的维究竟有多少。
看来,宇宙是四维的还是多维的,取决于我们对宇宙的认识深度和我们对宇宙描绘的详细程度。 宇宙到底是几维空间,会随着人们对宇宙认识的增长而发生变化。
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