量子力學和超弦理論的兩個奇妙問題是否存在一個」影子世界「

2018年07月07日     269     檢舉

存在超越光速的快子嗎

光的速度可以達到每秒鐘30萬公里,這是我們目前已知的最快速度。根據愛因斯坦的狹義相對論,宇宙中所有的物體的相對運動速度都無法超過真空中的光速。

因此,我們目前所知的宇宙的時間線是單向且不可逆的。然而人們始終在思考,超越我們宇宙速度之外究竟還有沒有另一個世界?根據相對論提供給我們的相對性理論,我們可以假設存在這樣一個宇宙:它與我們所在的宇宙是平行存在的

,但是我們卻無法看到它,因為處於它之內的所有物質的運動速度都超越了光速,因此通過目前的觀測手段還無法窺到它的存在。這樣的宇宙如果真的存在,那麼它有一個最基本的物質前提——快子。

快子是否存在是20世紀以來人們一直思考的問題。美國的兩位物理學家比拉紐克和蘇達珊正式提出了快子存在說。快子也叫「超光速子」,是一種假設的亞原子粒子,質量為負。一旦產生,其速度就總是超過光速。1967年,美國哥倫比亞大學的查拉爾德?范伯格教授贊成快子的存在說,並提出自己的研究成果。他認為快子的能量和速度是一種反比的關係,它隨著自身能量的不斷消耗而產生無限大的速度。反之,要降低它的速度,就需要對其增加無限大的能量。在假設存在的「快宇宙」中,快子的質量為負,不受萬有引力的影響。如果能夠使快子的能量無限大,它的速度就能夠降低到光的速度。實際上這也是一種假想,人類目前無法真正做到。所以「快宇宙」中所有物質的速度都不可能低於或接近光速。而我們所處的「慢宇宙」中,任何物質在任何情況下也無法超過光的速度。因此,光速成為了這兩個宇宙的分界線。

然而,人們在對浩瀚宇宙的觀測中發現了一些新的宇宙現象,這些現象是相對論與量子力學所構建的物理學體系所不能解釋的。1972年至1974年,美國一些天文學家發現賽佛特星系3C120自身的膨脹速度是光速的4倍,後來又陸陸續續地發現了分離速度分別達到光速7倍、10倍和19倍的類星體。

如果我們宇宙中有星體能夠達到超越光的速度,那麼根據相對論可以推斷出,我們宇宙的時間也並非都是單向性的,也許會真的出現「時光倒流」的現象。

儘管如此,要使一個物體達到或超越光的速度成為快子還是不可想像的。因為物體一旦達到光速,就要付出無限多的能量。而要想超越光速,顯然就要付出高於無限多的能量,這是根本無法實現的。因此,對於比光還要快的物體,我們目前研究其質量和長度等具體數值,還只能用數學上的虛數表示。實際上也就是斷定快子的具體參數是無法考量的。

影視作品和民間傳說中經常有「回到過去」或「來到未來」的時間扭曲現象。

倘若有一天,我們的科學水平能夠使自身的運動速度超越光速,那麼那些穿越時空的幻想就不再是天方夜譚了。快子的提出,其重大的意義並不在於是否能夠找到這樣一種物質,而是為科學家們在物理學領域的研究開創了一個新的思路。

影子世界存在嗎

影子世界,又稱為「超對稱粒子的世界」。超弦理論指出,

超對稱粒子只通過引力與通常的粒子發生關係。引力的強度遠遠弱於電磁相互作用,因此發現超對稱粒子的可能性實在微乎其微。儘管超對稱粒子就在我們的周圍,但是我們卻幾乎不可能看到它的身影。所以有人把由超對稱粒子組成的機構叫做影子世界,它與我們的這個世界完全相同,不過我們看不見它。

簡單地說,在我們目前所處的世界之外,還有一個與之完全相同的影子世界,只是我們觸及不到。這一思考來自科學家們對自然界對稱現象的觀察。在大自然中,對稱現象極為普遍,比如人體的協調對稱、電極的正負兩極等等。對稱現象成為世界中和諧統一的標準。除此之外,科學家們還發現,自然界還存在一種超對稱現象。科學家們將我們目前的世界定義為由尋常物質所構成的世界,而由超對稱粒子這種「影子物質」所構成的世界稱為影子世界。

科學家們由此提出一種假設:在我們的宇宙中,

有些星系主要由尋常物質構成,有些星系則有可能是由影子物質構成的,但兩類星系可處於同一星系團。對於太陽系來說,尋常物質占據著絕大部分。以太陽為例,理論上只允許它的影子物質占1‰;作為太陽行星的地球,則可能具有10%的影子物質。有的科學家甚至預言,太陽並非是孤零零的一顆恆星,它應該有一顆對稱的伴星,是個雙星系統。但是這一預言始終沒有得到事實的證明,因為人們始終找不到那顆伴星身在何方。倘若真的無法找到,那麼太陽本身可能是由影子物質構成的恆星。

科學家們認為,影子世界和現實世界處在同等的地位上,它在太陽系尺度上或星系尺度上的影子恆星系統要按照固有的規律演化。它有可能演變到與我們世界對等的水平上,也有可能演變出截然不同的世界。

確認影子世界的存在對人類來說意義重大,它將有利於我們進一步弄清楚空間的多維度性和時間的非直線性。如果影子世界確實存在,那麼它的文明程度應當不在現實世界之下。科學家們曾設想通過引力波與影子世界聯絡,如果能進行像超新星爆發時產生的引力波實驗,同時又擯去其他形式的波,那就可能是影子世界傳來的信息。這個理論倘若能夠有效地實施,和影子世界的文明進行溝通將不成問題。

人們在有角度的光照之下一定會形成影子,我們通常認為影子是虛無縹緲的,只是世界中實體物質的影像。由今天我們對影子世界的認識可知,影子之下並非空無一物,而是也有個大千世界。