帶你走進十一維時空

1、帶你走進十一維時空 理學(xué)院 物理學(xué)121班 肖麟慧 -初步理解弦理論下的高維時空初步理解弦理論下的高維時空 2013.4.19 高維空間由來 什么是時空? 近代物理學(xué)認為，時間和空間不是獨立 的、絕對的，而是相互關(guān)聯(lián)的、可變的，任 何一方的變化都包含著對方的變化，時間存 在于空間，空間存在于時間，但是特定條件 下的時間和空間它只能夠造就一個特定的時 空，因此把時間和空間統(tǒng)稱為時空時空 相對論認為：空間本身是有形狀的，當沒有 任何物質(zhì)或能量存在時，空間應(yīng)該是平直光滑的， 當一個大質(zhì)量物體進入空間后，平直的空間就發(fā) 生了彎曲凹陷，這就像一條拉得很平很直的床單 上，當放進一個保齡球時，床單就凹陷下去

2、，所 謂引力就是因為這樣的空間彎曲而導(dǎo)致的。在這 里，引力變成了漂亮的幾何圖景，引力本身 并 不存在，它只是空間的幾何形變所引起的明顯 結(jié) 果 。 高維空間由來 量子理論研究微觀世界里基本粒子的行為， 在這個理論體系中，宇宙中所有的物質(zhì)最終由數(shù) 百種不同的基本粒子組成，由于質(zhì)量小到幾近于 零，這些粒子的運動軌跡變化莫測，毫無規(guī)律可 循。在這里，力是由粒子的交換而來的，電磁力 是由光子交換而來，弱力是由弱規(guī)范玻色子交換 而來，強力是由膠子交換而來。量子理論無法涵 蓋引力。 高維空間由來 為了能讓兩個理論協(xié)調(diào)起來，物理學(xué)家做過大量 的嘗試，他們以這樣那樣的方法，要么修正廣義相對 論，要么修正量子理

3、論。雖然一次次的努力都膽識驚 人，但結(jié)果卻一個跟著一個失敗。 高維空間由來 近代物理學(xué)發(fā)展過程近代物理學(xué)發(fā)展過程 18、19世紀：牛頓運動定律麥克斯韋電磁學(xué) （融合） （光速沖突）波動理論粒子理論 20世紀初期：經(jīng)典力學(xué)狹義相對論 （低速運動）（高速運動）波粒二象性 （引力沖突）（能量困境） 弦理論的發(fā)展歷程簡介 （引力沖突）（能量困境） 20世紀中期：廣義相對論量子力學(xué) （宏觀世界）（微觀世界） （水火不容） 20世紀80年代：超弦理論 弦理論的發(fā)展歷程簡介 20世紀80年代：超弦理論 （衍化） 20世紀末21世紀初：M理論 未來： ？等你來解答 弦理論的發(fā)展歷程簡介 超弦理論時空 據(jù)90年

4、代提出的M理論（超弦理 論的一種），宇宙是十一維的，由 震動的平面構(gòu)成的 零維零維 ( 奇異點奇異點 ) 一維一維 ( 長度長度 ) 二維二維 ( 長度、寬度長度、寬度 ) 三維三維 ( 長度、寬度、高度長度、寬度、高度 ) 四維四維 ( 長度、寬度、高度、時間長度、寬度、高度、時間 ) 五維五維 ( 無數(shù)個四維空間根據(jù)某一軸線集合而成無數(shù)個四維空間根據(jù)某一軸線集合而成 ) 六維六維 ( 接納任何可能的形狀，而且都與其自身的世界相一致接納任何可能的形狀，而且都與其自身的世界相一致 ) 十一維空間的元素十一維空間的元素 超弦理論時 空 七維七維 ( 所有點即無限點上產(chǎn)生無限個時間線所有點即無限點上產(chǎn)生無限個時間線 ) 八維八維 ( X維（物體的長）、維（物體的長）、Y維（物體的寬）、維（物體的寬）、Z維（物體的維（物體的 高）、時間維、重力維、高）、時間維、重力維、 電磁力維、萬有引力維、萬有斥力電磁力維、萬有引力維、萬有斥力 維維 ) 九維九維 ( 九維空間則是八維空間的彎曲九維空間則是八維空間的彎曲 ) 十維十維(以九維空間為基礎(chǔ)以九維空間為基礎(chǔ)) 十一維十一維(在十維空間的基礎(chǔ)上引入膜理論，新的膜理論在超在十維空間的基礎(chǔ)上引入膜理論，