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天天一分鐘|宇宙的琴弦

 taotao_2016 2017-10-02

宇宙的琴弦 來自物理小識 01:45

1.1968年維尼齊亞諾(Gabriele Veneziano)苦苦尋找著能描述原子核內(nèi)的強作用力的數(shù)學公式,在一本老舊的數(shù)學書中,他找到了有200年之久的歐拉公式,公式成功地描述了他所要求的解。不久之后,蘇士侃(Leonard Susskind)發(fā)現(xiàn)可以將這一公式理解為一小段類似橡皮筋那樣可扭曲、抖動的、有彈性的“線段”,并在日后發(fā)展出了“弦理論”。


2.后來,人們發(fā)現(xiàn)這種“弦理論”的表達方式竟然有5種之多。20世紀90年代,威頓(Edward Witten)提出了一個具有11維空間的M理論,并證明了當時許多不同版本的超弦理論其實是M理論在不同極限條件下的結(jié)果。


3.弦理論認為組成物質(zhì)的基元不再是沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)、體積為零的點粒子,而是由一小段一小段的具有一定延展性的振動著的弦。粒子的性質(zhì)由弦的振動行為來決定,振動較劇烈的粒子質(zhì)量較大,反之,振動較輕柔的粒子質(zhì)量較小。


4.弦有兩種基本拓撲結(jié)構(gòu),它們是開弦和閉弦。開弦是兩端自由的線段,而閉弦是首尾相接的閉合環(huán)。更深的弦理論學說不只描述“弦”狀物體,還包含了點狀、薄膜狀物體,更高維度的空間,甚至平行宇宙。


5.弦理論之所以會得到如此大的關(guān)注,是因為它很有可能成為大一統(tǒng)理論。除了重力之外,它成功地描述了電磁力和其他自然界存在的各種作用力。至于弦理論是否能成功地解釋目前物理界已知的所有作用力及物質(zhì)所組成的宇宙,還是未知數(shù)。

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