看不见就意味着不存在?

作者: Zwicky

来源: 腾讯WE大会

发布日期: 2018-11-06

本文探讨了暗物质和额外维度的概念,以及它们如何影响宇宙的结构和历史,特别是暗物质可能如何导致了恐龙的灭绝。文章还介绍了丽莎·兰道尔的理论,她认为暗物质可能改变了太阳系边缘天体的运行轨道,从而导致了灾难性的事件。此外,文章还讨论了额外维度的可能性,以及它们如何可能解释某些物理现象。

当你真正开始做物理时,有那么一个时刻,一切思绪变得清晰明了,你会看见之前从未被人发现的东西。那种感觉太奇妙了。6600万年前,地球上横行着一种史上最恐怖的庞然巨兽——霸王龙。它们身高超过3.5米,长12.3米,重达14公吨,牢牢地占据着恐龙世界中的王者地位。然而,无论这一曾经的王者威力如何了得,在面对自然的力量时,是如此的渺小,毫无与之对抗的资格。

当时,一颗宽约10公里的天外来物直接撞击了地球表面,一举毁灭了统治陆地的恐龙,以及同时代的75%的物种。这个带来毁灭性灾难的不速之客很可能是一颗来自比海王星的轨道还遥远的奥尔特星云的彗星。但究竟为什么这颗彗星会在其稳定轨道上受到扰动,从而朝地球飞来并“谋杀”了恐龙,没有人能给出确定的答案。在众多的“侦探”中,丽莎·兰道尔锁定了一名最有意思的“嫌疑犯”。

我们知道,地球和太阳并不是静止不动的,它们会绕着银河系的中心运动。当太阳系在通过银河系的中间平面时,它遇到了由嫌疑犯——暗物质构成的盘面,正是这些暗物质改变了太阳系边缘的天体的运行轨道,从而导致了这一灾难性的事件。我们并不知道这个猜想是否正确,我们甚至不知道什么是暗物质。但可以肯定的是这个情节并非出自某个科幻小说,而是由世界上被引用次数最高的理论物理学家之一兰道尔深思熟虑后提出的。

作为哈佛大学的终身教授,兰道尔是一位名副其实的集才华与美貌于一身的科学家。2018年11月4日,兰道尔与基普·索恩等人齐聚在腾讯WE大会,与我们分享关于额外维度和暗物质的故事。暗物质并非唯一无法看见事物。如果某样东西太过于小,那么我们也看不见。例如我们看不到分子、原子、夸克、电子,但是越来越精密的仪器使我们能够探索这些尺度下的世界。那如果在更小的尺度呢?

比如在普朗克长度下,我们能否看见由弦构成的世界?或者是看到我们一直想要寻找的额外维度?我们非常熟悉自己所身处的三维世界,上下、左右、前后,但宇宙真的只有三维吗?似乎没有任何理由能够否定额外维度的存在。假设存在更高的维度,我们可以想象那样的世界吗?现在让我们降一个维度,想象一下我们是二维生物,被领进一个三维的世界。如果我们观察一个三维球体垂直地穿过二维世界,我们会看到什么?

我们看到的是大小不等的切片穿过,先是慢慢放大,然后再逐渐缩小。

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