作为我们称之为家的这个美好宇宙的居民,我们只能向左或向右、向上或向下、向后或向前移动,这对你来说可能不是什么新闻。就是这样。没有任何其他可能的方向不是这三个方向的组合。
这是我们宇宙的三个空间维度,为什么我们恰好拥有其中的三个(不仅仅是一两个、五个或 80 个)仍然是一个谜。
这并不是说物理学家没有在寻找答案——解释现实的基本本质确实是一个很难解决的难题。但新论文已经表明,一个具有我们的法则的宇宙(描述能量如何移动)总是会被三个空间维度所困扰。基本上,这篇论文只是解释了宇宙。
来自西班牙萨拉曼卡大学和墨西哥国立理工学院的研究人员用第一个和第二个解释了这一点热力学定律。
就我们的目的而言,这些定律表明,一个系统——无论是宇宙、人类还是岩石——都不能做任何需要比开始时更多能量的事情,除非添加更多能量。如果系统在没有获得能量的情况下变得更大,就像我们认为我们的宇宙有,那么,平均而言,任何特定地方的可用能源都较少。
把它们放在一起,这意味着一旦宇宙不再有足够的能量来完成各处相同的动作,整个宇宙就永远不会再做同样的事情了——尽管如果宇宙的某些部分能够集中足够的能量,它们可能能够做到。
我们很快就会回到这个话题,但上面的描述可能会让我的一些物理学家同行感到恼火。深吸一口气。会没事的。
热力学适用于任何维度。当然,它适用于我们的 3D 宇宙,但它也适用于两个空间维度,其中唯一可能的行进方向是左右和上下。在二维宇宙中,物理上不可能向后或向前移动,因为那个方向根本不存在。
但是,作为这篇新论文的作者,发表于欧洲物理学快报,解释一下,宇宙也可以有四个维度:左右、上下、前后和“flirp-flarp”——或者任何你想称之为新方向的东西。
在那个宇宙中,有可能朝我们宇宙中完全不可能的方向行进。同样,在这样的宇宙中,热力学定律也可以完美地发挥作用。
考虑到这一点,我们知道能量可以从一个地方转移到另一个地方,但系统仍然不可能使用比可用能量更多的能量。对于 5 个、6 个或 30 个维度也是如此。
物理学家决定看看如果你开始一个完全未定义维度的宇宙会发生什么——在这个宇宙中你并不清楚你可以向多少个方向移动。正如 Lisa Zyga 为 Phys.org 报道的那样,他们发现了一些有趣的事情。
在我们令人难以置信的早期宇宙中,就像百万分之一万亿分之一万亿分之一万亿分之一秒之后——一切都非常非常热,空间的每一个微小部分都蕴含着巨大的能量。此时任何数量的维度都可以同样有效。实际上没有任何方法可以区分一维宇宙和七维宇宙。
但很快之后,随着能量的扩散,宇宙陷入了某种困境,到处都没有足够的能量来摆脱困境。请记住:一旦宇宙没有足够的能量离开某个地方,它就永远不会离开某个地方。
宇宙中任何地方都遵循的规律是具有三个空间维度的——正是我们今天看到的宇宙,团队说。这篇论文清楚地表明,在所有可能的维度数量中,我们的最低维度三个是不可避免的。
哦,顺便说一句,研究人员还提出,从理论上讲,有可能将足够的能量填充到一小块空间中,在这个空间中,宇宙暂时摆脱了它的束缚。这可能需要一个太阳系大小的粒子加速器,但原则上是可行的。
如果我们真的让这样的东西运行起来,也许我们会看到一个质子,在最短暂的时刻,移动几万亿分之一米,然后回到无聊的旧左边。