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关于较时空4维，更多的维
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关于较时空4维，更多的维
按照《相对论》，宇宙是由3维的空间和1维的时间组成的“4维时空”。但是，对宇宙中各种现象的研究，提出了存在更多维的必要。
美国维吉尼亚州立大学的科学家目前正在寻找4维时空之外的其它宇宙维度。负责该研究项目的研究人员有维吉尼亚理工大学理学院物理副教授[约翰·斯蒙尼迪]和研究生[迈克尔·卡维克]。
科学家们为何要搜寻额外维呢？
有些科学家们认为；伴随宇宙伊始所产生的黑洞会随着时间的流逝蒸发，由于质量的不断丢失而收缩。一个比额外维大的黑洞可能会抱合起来，就像一个软管外缠绕的厚橡皮圈。当一个黑洞收缩到额外维的大小，这个小型原始黑洞就会伸展得非常纤细，然后猛地折断，导致爆炸，而可能产生地球上可以探测到的无线电脉冲。
美国国家科学基金会已许可，维吉尼亚理工大学的研究小组在蒙哥马利县架设一台8米波长的瞬变阵列射电望远镜，在天空中搜寻来自300光年外爆炸发出的无线电脉冲。在北卡罗莱纳州西南部，研究小组已经设立了一个类似的望远镜，进行了数月的搜寻工作。
[斯蒙尼迪]说：“我们心里都有许多关于产生无线电脉冲的猜想和预测，其中一个猜想就是原始黑洞爆炸，只不过我们还未探测到这种无线电脉冲。我们主要在搜寻可能产生无线电脉冲的奇异的高能爆炸。第二台射线望远镜的架设将有助于科学家们对两台望远镜的观测结果进行相互验证。假设2台望远镜都在同时探测到了同样的脉冲，那就可以证明我们的猜测果如其然，而非人工干涉产生的脉冲。”
[卡维克]说：“我们正在探索一种理念，即除了目前我们已知的空间3维和时间1维外，宇宙还有一个令人察觉不出的小维(约是1纳米的十亿分之一)。这个额外的维可能是卷曲的，处于一种类似宇宙大爆炸时整个宇宙所处的状态。”
搜寻额外维，还与弦理论有关。
“弦论”认为，宇宙中所有的物体都是由微小的，振动，能量“弦”所构成。“超弦”理论认为：除了4维时空，还应该存在另外6个维度。这些“隐藏”的空间维度以极其微小的几何形状卷曲在我们宇宙的每一个点中。
[约翰·斯蒙尼迪]说，“不过你也不用为看不见10维的世界而感到担忧，因为我们的大脑习惯于只是三维的空间，而对于其他六维空间结构却很难感知。虽然科学家们利用计算机模拟出了类似的6维几何体，但没有人能够确切的知道他们的形状到底是怎么样的。”
卡维克说：“根据弦理论的要求，宇宙至少有10维，那么额外维应该是一个与之一致的理论。然而，我们仅仅想出了一个额外维的模型。”
一些理论家认为，日内瓦附近建造的大型强子对撞机可能可以探测到一个额外维。弗吉尼亚理工大学的研究小组则希望，通过大量的努力和耗资可以借助射线天文学探测到这些额外维，他们计划进行至少5年的搜寻工作。
科学家还将使用一幅宇宙大爆炸释放的宇宙能量图。这种爆炸释放的能量在随后的130亿年里其实都没有发生变化，它可以被卫星，比如美国的威尔金森微波各向异性探测器，捕捉到。通过绘制出宇宙能量图可以帮助我们对宇宙的雏形有一个大概的印象。
[约翰·斯蒙尼迪]解释说，正如一个影子可以大致反映一个物体的形状一样，太空中宇宙能的结构也可以表现出6维空间的形状。
为了学会如何从宇宙图中发现六维几何体的标志，他们采用了逆推法。他们选择了两个不同类型的数学几何模型，然后计算出这两个几何体在宇宙中所描述出来的能量图。当他们将这两幅图进行比较时发现了细微却十分重要的区别。研究的结果表明特殊的宇宙能形式能够携带着6维形状几何体的重要线索。
[约翰·斯蒙尼迪]说，虽然目前将他们的发现与我们的宇宙进行比较的数据还不够精确，但未来的实验应该能够更加敏感的检测出不同几何体之间的微妙区别。随着技术的提高，人们可以捕捉到更加精细的宇宙能量图，或许可以帮助科学家揭开宇宙能量图的密码，并且确定适合我们宇宙的唯一几何学。
其实，任何矢量空间（又称线性空间）的“维”数都是，也只是，由其中“彼此线性无关”的“基矢”数所决定的。
各“维”并非还有什么大、小之分，更怎会有所谓“令人察觉不出的，约是1纳米的十亿分之一的小维”？
存在大于，甚至远大于，4维的物理量，是4维时空各类多线矢的客观特性。根本无需按本身就存在疑义的所谓“宇宙大爆炸”，或“当一个黑洞收缩到额外维的大小，这个小型原始黑洞就会伸展得非常纤细，然后猛地折断，导致爆炸”，或“超弦”理论认为存在的10维，而启动特殊的研究、搜寻。
“时空可变系多线矢物理学”新理论体系，已确切、具体地表明：一切物质（包括各种实物粒子、光子、声子，和物体）的运动都可由相应的时空可变系 多线矢表达。即：一切物理量都可由4维时空矢量的， 代数和解析的，演绎矢算导出的各种多线矢表达。
在4维时空，1-线矢有4维。2-线矢的维数=从4维中取2个的组合数，即：有c(2,4)=6维。22-线矢的维数=从2-线矢的6维中取2个的组合数，即：有c(2,c(2,4)) = c(2,6)=15维。还有22,1-线矢，它的维数=从3维中取2个的组合数个中取2个的组合数再乘以4，即：有c(2,c(2,4-1)) 4= c(2,3) 4==3乘4=12维，…等等, 它们分别有各自确定的，不同的，维数。
这就还具体表明：4维时空的各类多线矢，确可具有确定的维数，而且，高次、线的多线矢可以具有远大于4维的维数。因而，可以明确、具体地回答：4维时空中确实可以存在远大于4维的各类多线矢。
只要探测到这各种4维时空的多线矢物理量就能证实它们这各种远大于4维的维数。
例如：4维时空的电磁势1-线矢有4维。而4维时空的电磁势1-线矢的旋度2-线矢，电磁场强度2-线矢，就有6维。即：电场强度与磁场强度的各3维。
4维时空的位置1-线矢和力1-线矢，都有4维。 而它们的叉乘积，力矩2-线矢，就有6维。2-线矢，就有6维。即：通常3维空间力矩的3维，与“含时轴”的另3维。
利用建立在相对论基础上，普适于各种 (包括非惯性、弯曲时空) 牵引运动系的各类时空多线矢及其连续演绎的矢算，建立起由4维时空距离1-线矢函数的远、近程引力场和电磁场，以及在远程可忽略；在近程必须计及，甚至起主要作用的，有12维及24维的各类高次、线多线矢力。
判断近程或远程相互作用的条件是：真空中3维空间的光速，c(3)，乘 该牵引运动系的时间， t(a)， 远大于或远小于己于 在该牵引运动系的3维空间位置，r(a(3))。
可根据其远、近程相互作用，及其转换与过渡等实际条件，确定相应的主要作用力(吸力或斥力)，具体表达、研讨各种自然力。例如：
远程引力(吸力)1-线矢就是通常的引力。
远程电磁力(电荷符号相同；为斥力，相反；为吸力)1-线矢就是通常的电磁力。
近程引力(斥 力)1-线矢以及电荷符号相同粒子的近程电磁力(斥力)22,1-线矢，近程自旋力(斥力)(22,22)2,1-线矢,…,等都相当于通常所谓“弱力”。
近程自旋力(吸力)22,1-线矢以及电荷符号相反粒子的近程电磁力(吸力)22,1-, (22,22)1-线矢,…,等相当于通常所谓“强力”。
因而，能够创建成迄今唯一全面的统一场论。
它们都是客观存在的，包括远大于4维的，可以探测到的物理量，根本无需启动特诛的研究、搜寻。
作为量子色动力学(QCD)基本组元的，带有分数电子电荷，且须 永远禁闭地，组配成团而存在的，所谓“夸克(Quark)”也迄今尚无人证实其单个的存在, 也不能证明其在任何4(3+1)维时空的禁闭性。实际上，并不能肯定其“存在性”。而按本理论，由自旋或电磁场强度 组成的22,1-线矢有12维。而且，也都能纳入相应的4维时空1-线矢正则运动方程，而都可相当于2或3个彼此禁闭地，组配成团的各相应不同的复合维赝1-线矢。从而，可合理解释所谓 “带有1/3和2/3电子电荷且永远禁闭地，组配成团而存在” 的夸克，即：它们是统一的复合维赝1-线矢的各个组分。
所谓“弦”只是微扰方法下，各种量子数的某种振动模式
而任何时空可变系 多线矢的时空弹性力方程的“解”， 都是相应的“常模长多线矢”，它在时空的运动规律是：仅 改变方向，不 改变“模长”。
对于惯性牵引系，且在经典(3维空间低速)近似条件下，其解就分别可表达为： “弦” (1-线矢谐振子) 、“膜”(2-线矢谐振子)，和各种“高次、线类” (相应的多线矢谐振子)的特性。其中，22,1-线矢谐振子可看作3个赝1-线矢谐振子，分别有“弦”的特性。
由此可见，各种 “时空常模长时空多线矢” 的弹性力方程在经典近似条件下, 各分量的解 都是相应的谐振子多线矢，都表现出“弦” 或“膜”或其“高次、线类”的特性。因而，可具体说明 相应的“弦”或“膜” 或其“高次、线类”的产生。
它们各自不同的维数也都由各相应的多线矢的维数自然地确定，也根本无需启动特殊殊的研究、搜寻。
https://blog.sciencenet.cn/blog-226-412669.html
上一篇：相对论、量子场论及其发展(38)
下一篇：相对论、量子场论及其发展(39)
按照《相对论》，宇宙是由3维的空间和1维的时间组成的“4维时空”。但是，对宇宙中各种现象的研究，提出了存在更多维的必要。
美国维吉尼亚州立大学的科学家目前正在寻找4维时空之外的其它宇宙维度。负责该研究项目的研究人员有维吉尼亚理工大学理学院物理副教授[约翰·斯蒙尼迪]和研究生[迈克尔·卡维克]。
科学家们为何要搜寻额外维呢？
有些科学家们认为；伴随宇宙伊始所产生的黑洞会随着时间的流逝蒸发，由于质量的不断丢失而收缩。一个比额外维大的黑洞可能会抱合起来，就像一个软管外缠绕的厚橡皮圈。当一个黑洞收缩到额外维的大小，这个小型原始黑洞就会伸展得非常纤细，然后猛地折断，导致爆炸，而可能产生地球上可以探测到的无线电脉冲。
美国国家科学基金会已许可，维吉尼亚理工大学的研究小组在蒙哥马利县架设一台8米波长的瞬变阵列射电望远镜，在天空中搜寻来自300光年外爆炸发出的无线电脉冲。在北卡罗莱纳州西南部，研究小组已经设立了一个类似的望远镜，进行了数月的搜寻工作。
[斯蒙尼迪]说：“我们心里都有许多关于产生无线电脉冲的猜想和预测，其中一个猜想就是原始黑洞爆炸，只不过我们还未探测到这种无线电脉冲。我们主要在搜寻可能产生无线电脉冲的奇异的高能爆炸。第二台射线望远镜的架设将有助于科学家们对两台望远镜的观测结果进行相互验证。假设2台望远镜都在同时探测到了同样的脉冲，那就可以证明我们的猜测果如其然，而非人工干涉产生的脉冲。”
[卡维克]说：“我们正在探索一种理念，即除了目前我们已知的空间3维和时间1维外，宇宙还有一个令人察觉不出的小维(约是1纳米的十亿分之一)。这个额外的维可能是卷曲的，处于一种类似宇宙大爆炸时整个宇宙所处的状态。”
搜寻额外维，还与弦理论有关。
“弦论”认为，宇宙中所有的物体都是由微小的，振动，能量“弦”所构成。“超弦”理论认为：除了4维时空，还应该存在另外6个维度。这些“隐藏”的空间维度以极其微小的几何形状卷曲在我们宇宙的每一个点中。
[约翰·斯蒙尼迪]说，“不过你也不用为看不见10维的世界而感到担忧，因为我们的大脑习惯于只是三维的空间，而对于其他六维空间结构却很难感知。虽然科学家们利用计算机模拟出了类似的6维几何体，但没有人能够确切的知道他们的形状到底是怎么样的。”
卡维克说：“根据弦理论的要求，宇宙至少有10维，那么额外维应该是一个与之一致的理论。然而，我们仅仅想出了一个额外维的模型。”
一些理论家认为，日内瓦附近建造的大型强子对撞机可能可以探测到一个额外维。弗吉尼亚理工大学的研究小组则希望，通过大量的努力和耗资可以借助射线天文学探测到这些额外维，他们计划进行至少5年的搜寻工作。
科学家还将使用一幅宇宙大爆炸释放的宇宙能量图。这种爆炸释放的能量在随后的130亿年里其实都没有发生变化，它可以被卫星，比如美国的威尔金森微波各向异性探测器，捕捉到。通过绘制出宇宙能量图可以帮助我们对宇宙的雏形有一个大概的印象。
[约翰·斯蒙尼迪]解释说，正如一个影子可以大致反映一个物体的形状一样，太空中宇宙能的结构也可以表现出6维空间的形状。
为了学会如何从宇宙图中发现六维几何体的标志，他们采用了逆推法。他们选择了两个不同类型的数学几何模型，然后计算出这两个几何体在宇宙中所描述出来的能量图。当他们将这两幅图进行比较时发现了细微却十分重要的区别。研究的结果表明特殊的宇宙能形式能够携带着6维形状几何体的重要线索。
[约翰·斯蒙尼迪]说，虽然目前将他们的发现与我们的宇宙进行比较的数据还不够精确，但未来的实验应该能够更加敏感的检测出不同几何体之间的微妙区别。随着技术的提高，人们可以捕捉到更加精细的宇宙能量图，或许可以帮助科学家揭开宇宙能量图的密码，并且确定适合我们宇宙的唯一几何学。
其实，任何矢量空间（又称线性空间）的“维”数都是，也只是，由其中“彼此线性无关”的“基矢”数所决定的。
各“维”并非还有什么大、小之分，更怎会有所谓“令人察觉不出的，约是1纳米的十亿分之一的小维”？
存在大于，甚至远大于，4维的物理量，是4维时空各类多线矢的客观特性。根本无需按本身就存在疑义的所谓“宇宙大爆炸”，或“当一个黑洞收缩到额外维的大小，这个小型原始黑洞就会伸展得非常纤细，然后猛地折断，导致爆炸”，或“超弦”理论认为存在的10维，而启动特殊的研究、搜寻。
“时空可变系多线矢物理学”新理论体系，已确切、具体地表明：一切物质（包括各种实物粒子、光子、声子，和物体）的运动都可由相应的时空可变系 多线矢表达。即：一切物理量都可由4维时空矢量的， 代数和解析的，演绎矢算导出的各种多线矢表达。
在4维时空，1-线矢有4维。2-线矢的维数=从4维中取2个的组合数，即：有c(2,4)=6维。22-线矢的维数=从2-线矢的6维中取2个的组合数，即：有c(2,c(2,4)) = c(2,6)=15维。还有22,1-线矢，它的维数=从3维中取2个的组合数个中取2个的组合数再乘以4，即：有c(2,c(2,4-1)) 4= c(2,3) 4==3乘4=12维，…等等, 它们分别有各自确定的，不同的，维数。
这就还具体表明：4维时空的各类多线矢，确可具有确定的维数，而且，高次、线的多线矢可以具有远大于4维的维数。因而，可以明确、具体地回答：4维时空中确实可以存在远大于4维的各类多线矢。
只要探测到这各种4维时空的多线矢物理量就能证实它们这各种远大于4维的维数。
例如：4维时空的电磁势1-线矢有4维。而4维时空的电磁势1-线矢的旋度2-线矢，电磁场强度2-线矢，就有6维。即：电场强度与磁场强度的各3维。
4维时空的位置1-线矢和力1-线矢，都有4维。 而它们的叉乘积，力矩2-线矢，就有6维。2-线矢，就有6维。即：通常3维空间力矩的3维，与“含时轴”的另3维。
利用建立在相对论基础上，普适于各种 (包括非惯性、弯曲时空) 牵引运动系的各类时空多线矢及其连续演绎的矢算，建立起由4维时空距离1-线矢函数的远、近程引力场和电磁场，以及在远程可忽略；在近程必须计及，甚至起主要作用的，有12维及24维的各类高次、线多线矢力。
判断近程或远程相互作用的条件是：真空中3维空间的光速，c(3)，乘 该牵引运动系的时间， t(a)， 远大于或远小于己于 在该牵引运动系的3维空间位置，r(a(3))。
可根据其远、近程相互作用，及其转换与过渡等实际条件，确定相应的主要作用力(吸力或斥力)，具体表达、研讨各种自然力。例如：
远程引力(吸力)1-线矢就是通常的引力。
远程电磁力(电荷符号相同；为斥力，相反；为吸力)1-线矢就是通常的电磁力。
近程引力(斥 力)1-线矢以及电荷符号相同粒子的近程电磁力(斥力)22,1-线矢，近程自旋力(斥力)(22,22)2,1-线矢,…,等都相当于通常所谓“弱力”。
近程自旋力(吸力)22,1-线矢以及电荷符号相反粒子的近程电磁力(吸力)22,1-, (22,22)1-线矢,…,等相当于通常所谓“强力”。
因而，能够创建成迄今唯一全面的统一场论。
它们都是客观存在的，包括远大于4维的，可以探测到的物理量，根本无需启动特诛的研究、搜寻。
作为量子色动力学(QCD)基本组元的，带有分数电子电荷，且须 永远禁闭地，组配成团而存在的，所谓“夸克(Quark)”也迄今尚无人证实其单个的存在, 也不能证明其在任何4(3+1)维时空的禁闭性。实际上，并不能肯定其“存在性”。而按本理论，由自旋或电磁场强度 组成的22,1-线矢有12维。而且，也都能纳入相应的4维时空1-线矢正则运动方程，而都可相当于2或3个彼此禁闭地，组配成团的各相应不同的复合维赝1-线矢。从而，可合理解释所谓 “带有1/3和2/3电子电荷且永远禁闭地，组配成团而存在” 的夸克，即：它们是统一的复合维赝1-线矢的各个组分。
所谓“弦”只是微扰方法下，各种量子数的某种振动模式
而任何时空可变系 多线矢的时空弹性力方程的“解”， 都是相应的“常模长多线矢”，它在时空的运动规律是：仅 改变方向，不 改变“模长”。
对于惯性牵引系，且在经典(3维空间低速)近似条件下，其解就分别可表达为： “弦” (1-线矢谐振子) 、“膜”(2-线矢谐振子)，和各种“高次、线类” (相应的多线矢谐振子)的特性。其中，22,1-线矢谐振子可看作3个赝1-线矢谐振子，分别有“弦”的特性。
由此可见，各种 “时空常模长时空多线矢” 的弹性力方程在经典近似条件下, 各分量的解 都是相应的谐振子多线矢，都表现出“弦” 或“膜”或其“高次、线类”的特性。因而，可具体说明 相应的“弦”或“膜” 或其“高次、线类”的产生。
它们各自不同的维数也都由各相应的多线矢的维数自然地确定，也根本无需启动特殊殊的研究、搜寻。
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