第四空間時空為何是四維的

時間：2023-02-17 08:32:02 | 來源：營銷百科

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第四空間時空為何是四維的：　　正宗的維數(shù)研究方法通常離不開人存在原理。譬如講，如果空間是兩維的，則兩維動物則不能正常消化。如果空間是四維以上，則世界就會精彩得多。如果我們是四維空間的動物，則彭加萊關于三維球的猜想則不應該是世紀難題。可惜多于三維的空間使萬有引力和靜電力隨距離的變化比三維中更劇烈，使得小至原子核的電子，大至太陽系中的行星軌道不再穩(wěn)定，很快就以旋渦的方式向遠處飛離或者撞到中心上。

　　許多人不能接受人存在原理，認為他和科學傳統(tǒng)相違背。科學的方法是從第一原理出發(fā)，把萬物甚至觀察者全推出來。人存在原理卻是從觀察者存在的條件把宇宙推出來，他們正好處與相反的兩極。

　　霍金認為宇宙的邊界條件是他沒有邊界。用卡魯查-克萊因模型論述，時空本是高維的，而我們之所以感到它是四維的，那是因為額外維都被卷去到我們無法觀察到的小尺寸去，比如普朗克尺度。正如一根頭發(fā)的表面雖然是二維的，但是粗看之下，只剩下頭發(fā)長度那一維一樣。人們稱感覺到的空間為外空間，覺察不到的為內(nèi)空間。時間是外空間中的一維。

　　在用量子宇宙學研究時空維數(shù)的濟起源時，必須避免人為的調(diào)節(jié)卡魯查-克萊因的總維數(shù)，以得到需要的外空間維數(shù)。因為人為的調(diào)節(jié)會陷入邏輯循環(huán)，這種做法是你想得到多少維的空間都能如愿。因此，可用的卡魯查-克萊因模型其總維數(shù)必須是由第一原理推出的。十一維的超引力模型便由第一原理推出的。自然界也許存在一種所謂的超對稱。

　　1980年弗隆德和魯賓發(fā)現(xiàn)了一個十一維超引力的非常美麗的宇宙模型，其內(nèi)空間是七維球，外空間是四維球。但在經(jīng)典的框架中，人們無法證明不存在具有其他維數(shù)的外時空的解。

　　在量子宇宙學中，瞬子是宇宙創(chuàng)世的籽。瞬子是愛因斯坦方程和其他場方程的解，其中時間和空間坐標不能區(qū)分。十一維超引力的創(chuàng)生宇宙的瞬子必須是四維球和七維球空間兩個因子空間的乘積。時間若包圍在四維中，四維時空隨后便展開演化成我們生活中的并感覺到四維的宏觀宇宙，否則外時空便是七維的。

　　在帶電荷的黑洞創(chuàng)生場景中，宇宙波函數(shù)要使用正確的表象，才能算出創(chuàng)生的概率。因為規(guī)則瞬子是非常稀罕的，所以研究一般黑洞的創(chuàng)生，必須引進約束引力的概念。找到正確表象不僅對于帶電荷而且對于旋轉(zhuǎn)黑洞的波函數(shù)至關重要。

　　從同一瞬子出發(fā)，在選擇正確的表象后，時間在四維球中的創(chuàng)生概率遠遠大于時間在七維流形中的概率。因此，在量子宇宙學中證明了外時空必須是四維的。