科学家研究成果 展现多维时空及超光速理论新进展
发布时间：2023-03-13 11:06:51 所属栏目：外闻 来源：
导读：根据《古典和量子引力》期刊发表的一份新研究，要揭示超光速物理学的奥秘，科学家们可能需要将针对时间维度数量的研究进行到底。具体而言，答案可能在三个时间维度，再搭配上一个空间维度。数学是相当深奥和复杂的，
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根据《古典和量子引力》期刊发表的一份新研究，要揭示超光速物理学的奥秘，科学家们可能需要将针对时间维度数量的研究进行到底。具体而言，答案可能在三个时间维度，再搭配上一个空间维度。数学是相当深奥和复杂的，不过我们终究可以掌握这一概念。 这里的关键是“超光速观察者”的概念。超光速观察者并不是真实的，而是假设有一个观测者正以比光速还快的速度行进，并观察着宇宙。就像在《星舰迷航》中乘坐着“曲速”（一种假想的超光速状态）飞船一般。 由华沙大学和新加坡国立大学理论物理学家安德烈．德拉甘所带领的研究团队，之前已经从理论上说明量子力学的多个方面（包括量子决定论和量子态叠加），皆可透过将广义相对论原理应用于超光速观察者来解释。换句话说，如果我们乘坐的飞船达到曲速,那空旷的时间将会超出我们所想的范围,也许那时候任何一个天体将突然同时在多个地方出现。 德拉甘的最新研究成果指出，这至少在理论上是可能的。或许更加有趣的是，广义相对论在超光速条件下转化为量子现象的方式并不会导致任何因果悖论。在2020年3月发表于《新物理学杂志》的研究中，德拉甘及其共同作者只研究了一个空间维度和一个时间维度，也称为“1+1”时空。而在最新的论文中，他们增加了时间维度的数量，成为1+3时空，即其中包含一个空间维度和三个时间维度。 为何需要三个时间维度呢？要了解背后的原因，可能得先谈一点数学。德拉甘解释说：“尽管我们普遍不这么认为，但根据相对论，时间和空间是非常相似的，而就数学上来说，它们之间唯一的差别就是方程式中某处有一个减号。”在复杂的数学中这只是很小的差异，但想想平方差这个数学例子， x2-16=(x-4)(x+4)，而x2+8x+16=(x+4)(x+4)。只因为一个加号变减号的差异，多项式的中间项8x就完全消失了。 当观察者以超光速前进时，符号的差异也改变了。在新理论的数学形式中，时间和空间必须翻转。“上面的超光速过渡带的观察者的时间一秒一秒的变成了下面的亚光速过渡带的观察者的空间，而它们的空间变成了一分一秒的时间。”德拉甘表示。换言之，一般亚光速观察者的空间和时间变为超光速观察者的时间和空间。“所以它们的相应符号需要互换。” “物理学中的对称概念可以追溯至伽利略，”德拉甘说。“他注意到，无论我们以什么速度移动，只要速度不变，我们的物理学一样会保持恒定。鹦鹉在移动中的飞船上飞行，会感受到与地球上同样的动力学定律。” 德拉甘说：“我们认为这个额外的限制假设是不必要的。”他相信对称的概念或许能延伸至超光速中，而鹦鹉在曲速（超光速）飞船上飞行也会受制于相同的物理定律。 什么是“场理论”框架？它是一个能涵盖所有物理学的全面性理论。“如果我们把物理学的标准模型想象成文氏图，图中会有两个并排的圆形，彼此间只有一个接触的切点。”怀特解释，“大一统理论的概念或许能被想象成一个更大的圆圈，其中涵盖着两个较小的圆圈。” 德拉甘并不这样想，最后一个问题是，超光速物体只是一个数学上的可能性，还是它们在现实中真实存在。”他总结说，“我们比较相信后者，这也是我们进一步研究的目的。” 曲速飞船曾经是科幻作家所能想到的最离奇的事物，但它却包含着物理学中两种截然不同的分支，并成为一个优雅的理论。事实上，超光速物体在现实中与我们的距离，可能比我们想像的还要近。这是因为它们的速度远远超过光速，所以我们无法看到它们。 （编辑：汽车网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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