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5#
發表於 2005-12-12 07:18 PM
| 只看該作者
疑問
下面引用由落難書生在 2005/12/12 06:48pm 發表的內容：
但是,有時超越時空未必需要時光機
我想討論是否可能時空穿梭前
要先了解"空時"是什麼??
現今也沒人能完全的解釋
不過空間從霍金博士說：
「我們住在3維空間中，
但是在3個空間方向上還
可以加上一個時間方向；
換句話說，
我們住在四維時空中。」
不過時空是什麼我想也
沒人可以給你一個絕對
的"答案"
不過比較有名分為
"弦理論"跟"膜理論"
1. 弦理論（string theory）：
弦理論的出發點是，如果我們有更高精密度的實驗，也許會發現基本粒子其實是條線。這條線或許是一個線段，稱作「開弦」（open string），或是一個迴圈，稱作「閉弦」（closed string）。不論如何，弦可以振動，而不同的振動態會在精密度不佳時被誤認為不同的粒子。各個振動態的性質，對應到不同粒子的性質。例如，弦的不同振動能量，會被誤認為不同粒子的質量。
弦論特殊的地方之一，是弦的量子場論可能只有一個。也就是說，當我們考慮弦而非粒子的量子場論時，數學上可能的模型只有一個。（這件事尚未被完全證實，但至今所有已知的弦論都是等價的。）這表示，弦論中所有的物理性質，都是理論本身決定的。如果弦論是對的，電子的質量及電荷等等，都是理論可以告訴我們的。可惜（幸運？）的是，弦論是一個還在被研究發展的理論，我們對它的瞭解還不足以讓我們可以計算出電子的質量及電荷等等。所以，弦論還不是一個完整的理論，當然也沒有被實驗證實。另一方面，有許多原因，讓研究弦論的人相信，這是一個找尋更基本理論的正確方向。
前一段所述弦論的唯一性，是一個非常重要的特質。如果宇宙萬物都要永遠遵守同一個物理定律，這個物理定律應該是獨特的，而不是任意的。（雖然標準模型或量子場論中還有許多（（如電子質量等））參數是「任意的」，但其任意的程度已經比牛頓力學小得多。）一個萬有理論（Theory of Everything, TOE）必須是唯一的，否則它就不是萬有的，因為它不能解釋它為何是這樣而不是那樣。萬有理論中應該沒有任何自由參數；而弦論即滿足此一性質。
弦論的另一個優點是它不需要量子場論所需要的「重整化」。量子場論的計算中，總是出現一些無限大的量。本來一個合理的物理定律不應該預測任何無限大的量，但是我們相信，這些無限大的量之所以出現，是因為量子場論不是最基本的理論，而是精確度較差的等效理論。這樣的認識，告訴我們如何從這些無限大的量中找到有限值的物理量，而其方法，被稱作重整化。反之，一個基本的理論，不應該有無限大的量，也不需要重整化。如果追溯量子場論中出現無限大的原因，則發現與它假設了粒子是不具大小的點有關。弦論中即沒有這種無限大的問題。
可能更重要的一個弦論特質是它自動包含了量子重力場。愛因斯坦的廣義相對論，是重力作用的古典理論，其量子化長久以來是個令人頭痛的問題，也是理論物理裡最主要的問題之一。如果以量子場論為架構來描述傳遞重力的基本粒子「重力子」，會發現計算中將出現的一些無限大並無法用重整化的方法解決。（因此標準模型並不包含對重力的描述。）相反地，一旦假設了弦的存在，便不可避免地在理論上導致了重力作用，原因是弦總是有一個振動態對應到重力子的性質。愛因斯坦的廣義相對論已經可以從弦論中被推導出來。
2.膜理論
膜世界的想法認為，膜飄浮於5維時空，我們宇宙所在的4維時空被封閉在膜中。當4維時空被封閉在膜中時，光僅能沿著膜面傳播，只有重力可在5維時空傳播。
「膜」概念源自基本粒子的研究，1999年夏天納入宇宙論範疇後，才被廣泛研究。「膜」概念納入宇宙論範疇，緣起於蘭德爾博士與桑德拉姆博士的建議；他們兩人針對「我們如果住在膜中，會發生什麼宇宙論上有趣的事情呢？」作出若干建議。
在大霹靂宇宙國際研究中心研究膜世界的白水徹也助理說：「當初眾說紛云，隨著研究不斷進展，好模型逐漸明朗。目前我們可能處於，針對宇宙誕生、演化寫出與以前不同劇本的狀況下。」
目前設想出的宇宙誕生標準模型
1929年哈伯（Edwin Powell Hubble,1889∼1953）發現宇宙膨脹現象。1946年加摩（George Gamow,1904∼1968）提出「大霹靂」（big bang）模型，認為順著宇宙膨脹的軌跡回溯，過去的宇宙可能是超高溫、超高密度的火球，宇宙即可能從該火球誕生。1980年代，佐藤勝彥教授提出「暴脹」（inflation）模型，認為誕生之後的宇宙急遽膨脹；霍金博士則根據量子論上的擾動（fluctuation），提出宇宙由「無」中誕生的假說。根據這些研究，一般人對宇宙演化所想像的劇情如下。
150億年前，高度真空、帶能量的微宇宙因量子論上的擾動，由「無」中誕生；誕生之後的微宇宙因真空中的能量而急遽膨脹。水變成冰的現象稱作「相變」（phase transition），即使在膨脹最厲害時，高能真空也會相變為低能真空。水變成冰時釋出潛熱（latent heat），隨著相變結束，真空中的能量也以熱能的形式釋出，宇宙處於「大霹靂」狀態，如同熱火球。
夸克（quark）、輕子（lepton）等基本粒子在大霹靂的高能狀態中生成；質子、中子以及由質子、中子構成的氘（D）、氦（He）原子核等，則隨著宇宙溫度逐漸下降而生成。宇宙誕生30萬年後，宇宙溫度剛下降到4000K，原子核即捕捉到電子，而形成元素。這些元素又形成星球、星系（galaxy）。
在這樣的劇本中，尤其是有關最初誕生的部分，仍未超出假說範圍。今後我們宇宙的未來會如何發展，目前也還沒有明確的答案。
出處:牛頓雜誌
http://www.newton.com.tw/focus/focusview.asp?id={F0B20F8E-9A58-43A1-8282-CC3B3AE66BE8}
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