弦理論是一種據(jù)稱的一切理論,物理學家希望有一天能解釋……一切。
所有的力,所有的粒子,所有的常數(shù),所有的事物都在一個單一的理論頂棚下,我們所看到的一切都是細小的振動弦的結果。自1960年代以來,理論家就一直在研究這個想法,他們認識到的第一件事就是,要使這一理論起作用,就必須有比我們過去所慣用的四個維度更多的維度。
在弦理論中,振動性弦的小環(huán)(理論上是現(xiàn)實的基本對象)表現(xiàn)為不同的粒子(電子,夸克,中微子等)和自然的力載體(光子,膠子,引子等)。他們這樣做的方法是通過振動。每根琴弦是如此之細,以至于我們看上去只不過是一個點狀粒子,但是每根琴弦都可以以不同的模式振動,就像從吉他琴弦中獲得不同音符一樣。
人們認為每種振動模式都與一種不同的粒子有關。因此,所有以一種方式振動的弦看起來像電子,所有以另一方式振動的弦看起來像光子,依此類推。在弦理論的觀點中,我們看到的粒子碰撞是一堆弦合并在一起并分裂開來。
但是要使數(shù)學起作用,我們的宇宙中必須有四個以上的維度。這是因為我們通常的時空無法為弦樂提供足夠的“空間”,使其無法以所有方式振動,以充分表達自己是世界上所有種類的粒子。他們太受約束了。
換句話說,這些字符串不僅會擺動,而且還會超維地擺動。
當前版本的弦論總共需要10個維度,而一個更進一步的假設性的弦理論(稱為M-理論)則需要11個維度。但是當我們環(huán)視宇宙時,我們只會看到通常的三個空間維度以及時間維度。我們非常確定,如果宇宙具有四個以上的維度,那么我們現(xiàn)在會注意到。