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La comprensión del tiempo y el espacio por parte de la humanidad ha pasado por un proceso largo, complejo y tortuoso. En la antigüedad, la gente creía que el universo era redondo. Posteriormente se establecieron la teoría absoluta del espacio-tiempo de Newton y la teoría relativista del espacio-tiempo de Einstein. En los últimos años, ha surgido una nueva visión del espacio-tiempo basada en la teoría de la "Variación de la velocidad de la luz" (VSL), y la visión del espacio-tiempo multidimensional basada en la "Teoría de las supercuerdas" es aún más impresionante. .
Palabras clave: espacio-tiempo absoluto, espacio-tiempo relativo, caos, fractal, cambios en la velocidad de la luz, teoría de supercuerdas, espacio-tiempo multidimensional
Después de cien años de rápida Con el desarrollo de la física y la alta tecnología moderna, la humanidad ha entrado en una nueva era. Sin embargo, la física todavía enfrenta muchos problemas que deben resolverse. La teoría unificada de Einstein permaneció sin resolver durante toda su vida y sigue sin resolverse hasta el día de hoy. Además, la teoría de cuerdas también necesita mejoras. La teoría de BIGBANG no tiene nada que ver con la época de Planck [0. (42 ceros) 1 segundo antes del nacimiento del universo] y agujeros negros, así como algunos experimentos físicos importantes y fenómenos observados que no pueden explicarse por las teorías existentes. Con la llegada del nuevo siglo, la física se enfrenta a las mismas capas de niebla que hace cien años, y pueden surgir teorías físicas más allá de la teoría de Einstein. La comprensión de la humanidad del tiempo y el espacio es una ciencia que constantemente descubre, corrige, mejora y cuestiona los resultados teóricos de las generaciones anteriores. A continuación, el autor presentará y discutirá brevemente todo, desde la visión plana del espacio-tiempo del mundo árabe hasta la visión relativista del espacio-tiempo de Einstein, así como la visión multidimensional del espacio-tiempo basada en la teoría de supercuerdas.
1. La visión plana del espacio-tiempo del antiguo "lugar redondo"
Desde el nacimiento del ser humano, se esperaba que tuviera una cierta comprensión de su entorno de vida y tener una comprensión preliminar del concepto de tiempo y espacio. En la antigua mitología china, Pangu abrió el cielo y la dinastía Qing ascendió al cielo. La turbidez se asentó en la tierra y pensaron que el cielo era redondo. Debido a que el * * * gran dios empujó las montañas y sostuvo los pilares del cielo, el cielo se inclinó hacia el noroeste, la tierra se inclinó hacia el sureste y el sol, la luna y las estrellas salieron por el este y se pusieron por el oeste. El ser humano lleva estudiando los problemas del tiempo y el espacio desde su creación. Para sobrevivir y desarrollarse, el ser humano necesita comprender los cambios en el universo y el clima. Quiere saber cómo se generan las tormentas, la nieve, los truenos y los relámpagos, cómo cambian las cuatro estaciones a lo largo del año, cuándo sembrar y cuándo. cosecha. El cielo y la tierra son inherentemente un espacio enorme, que inspira nuestra imaginación e interés ilimitados. Pero en la sociedad feudal la gente siempre pensó que vivían en un plano absoluto y que la Tierra era plana. Algunas personas llaman a la ley del universo durante este período Teorema de Pitágoras (llamado Teorema de Pitágoras por los chinos), es decir, a2 b2 = c2. "El teorema de Pitágoras no sólo es razonable en términos de belleza matemática, sino que también produjo el famoso teorema de Fermat a través de investigaciones sobre él en los tiempos modernos. El último teorema de Fermat sólo se demostró en las décadas de 1980 y 1990. A2 b2 = c2 no sólo tiene La belleza La geometría también encarna la comprensión de los seres humanos de la belleza del espacio y el tiempo. Es el primer teorema importante y completo de la comprensión humana de la naturaleza”. A veces, debido al desarrollo de la navegación y otros factores, la gente veía que los barcos que aparecían en la distancia no simplemente crecían de pequeños a grandes, sino que parecían emerger desde debajo del nivel del mar en la distancia, por lo que la gente comenzó a dudar si el El nivel del mar era realmente real y es plano, ¿es realmente la Tierra un plano infinito? Debido a diversas especulaciones sobre la forma de la tierra, Pitágoras partió del punto de vista de que la esfera es la forma geométrica más perfecta y creía que la tierra era esférica y que el sol, la luna y los planetas se movían en círculos uniformes. Creía que la Tierra giraba a lo largo de una esfera en el espacio alrededor de un "fuego central" fijo equilibrado por una "estrella anti-Tierra" en el otro lado. Este "fuego central" nunca podrá ser visto por los humanos. Creía que debe haber diez cuerpos luminosos en el cielo. La distancia entre estos diez cuerpos celestes y el fuego central tiene la misma proporción que las sílabas, para que se pueda mantener la armonía de las estrellas y la música de los cuerpos celestes. ser jugado. Esto recuerda a la gente la actual teoría de supercuerdas. (Consulte Zhu y Zhu, Abstracción térmica P5).
En segundo lugar, el concepto de espacio-tiempo absoluto basado en la "mecánica clásica"
Los griegos utilizaban métodos geométricos para explicar el movimiento de los planetas. La teoría geocéntrica ptolemaica surgió en el. El siglo II d.C. es un representante de estas teorías. Este sistema gobernó durante catorce siglos hasta el surgimiento de la teoría heliocéntrica de Copérnico en el siglo XVI y el principio de relatividad de Galileo basado en el sistema inercial en el siglo XVII.
Esto estableció la mecánica clásica basada en las tres leyes del movimiento de Newton y la ley de la gravitación universal, y también estableció el concepto de espacio-tiempo absoluto basado en la mecánica clásica. Newton creía que el tiempo matemático absolutamente real, por su propia naturaleza, siempre transcurre de manera uniforme y no tiene nada que ver con ningún mundo exterior. El espacio absoluto, por su propia naturaleza, no tiene nada que ver con ningún mundo exterior. Nunca se mueve y nunca cambia. Él cree que el espacio es tridimensional y OX, OY y OZ constituyen un espacio tridimensional. Separa el espacio y el tiempo. El espacio no tiene una definición clara del tiempo, pero es un eje unificado del flujo natural. El espacio-tiempo clásico considera el carácter absoluto de la simultaneidad, el carácter absoluto de los intervalos de tiempo, el carácter absoluto de la distancia espacial y la invariancia de la calidad. Por tanto, las tres cantidades físicas básicas de tiempo, longitud y masa no tienen nada que ver con el movimiento del sistema de referencia (observador) en la mecánica clásica.
3. Visión relativista del espacio-tiempo basada en la teoría de la "velocidad constante de la luz"
Del 65438 al 0905, Einstein publicó cinco artículos consecutivos, entre los que destaca la teoría de la relatividad especial. Cambió por completo la visión que la gente tenía del tiempo y el espacio. Según esta teoría, "el tiempo o el espacio varía de un lugar a otro, ampliándose o confiscándose". Posteriormente esta teoría evolucionó hasta convertirse en la teoría de la gravedad que explica los fenómenos cósmicos, también conocida como teoría general de la relatividad. Los dos supuestos básicos de la relatividad especial son: El primero es el principio de relatividad. En diferentes sistemas de referencia inercial, todas las leyes físicas son iguales; la segunda es el principio de que la velocidad de la luz no cambia. Independientemente del sistema de referencia inercial, la velocidad de la luz medida en el vacío es la misma.
La explicación del "Principio de Relatividad Simultánea" comienza con "El sueño de la vaca de Einstein". Einstein tuvo un sueño muy especial cuando era niño. El sueño es el siguiente: En un pintoresco prado hay muchas vacas pastando perezosamente cerca de una valla electrificada. Cuando el granjero electrificó la cerca, vio tres vacas saltando una tras otra, y Einstein, parado enfrente, vio tres vacas saltando juntas. (Consulte Super Light Speed/P11-P8/Joo Maguyu (Jo? Entonces, ¿quién está equivocado, el granjero o Einstein? La respuesta es que nadie está equivocado. Este es el principio de la relatividad. Como se muestra en la Figura 1, cuando el granjero en la posición A Cuando se enciende el interruptor de encendido, la corriente se mueve en la dirección de la vaca a la velocidad de la luz. El tiempo total que tarda la escena de la vaca B en electrocutarse y saltar de regreso a los ojos del granjero es: donde. C es la velocidad de la luz. De la misma manera, el granjero ve el interruptor de distancia de salto de la vaca en la posición C encendido. El momento en que el granjero ve el interruptor de distancia de salto de la vaca en la posición D está apagado. las tres vacas están a diferentes distancias del granjero, las tres vacas no saltarán hacia el granjero al mismo tiempo. Debido a que la velocidad de propagación de la luz y la electricidad es la misma, vio tres vacas saltando al mismo tiempo. tipo de evento, el momento de ocurrencia es diferente debido a las diferentes posiciones del observador. Este es el principio de relatividad del universo. No habrá ningún lugar absolutamente estacionario, negando así las coordenadas absolutas de Newton. Creía que cualquier sistema inercial. sistema en reposo o movimiento uniforme) no es diferente de un lugar estacionario (coordenadas) Este es uno de los fundamentos de la relatividad especial Principio de la relatividad especial es el principio de la velocidad constante de la luz. o fuente de luz se mueve, la luz siempre viaja a una velocidad de 300.000 kilómetros por segundo.
Un problema central de la teoría de la relatividad es que el tiempo no es absoluto. Los objetos se mueven a gran velocidad (cerca de la velocidad). de luz) tienen un flujo de tiempo lento. El principio básico se muestra en la Figura 2. Si la nave espacial avanza a una velocidad cercana a la velocidad de la luz, hay un haz de luz de A a B en la nave. Según el principio de relatividad, durante el vuelo, el momento en que las personas en la nave espacial observan el movimiento de la luz es: no solo la luz se propaga en línea recta con respecto al observador en la nave espacial; fuera de la nave espacial, el tiempo que tarda esta luz en viajar de A a D es: Obviamente debido a SAD? SAB=SCD, entonces hay t2, es decir, fuera de la nave espacial, ¿para el observador, el tiempo de? el movimiento de la luz se vuelve más largo que el del interior de la nave espacial.
Otro problema central de la relatividad es que cuando un objeto se mueve a alta velocidad (cercana a la velocidad de la luz), el espacio (longitud) se reduce. El principio básico se muestra en la Figura 3.
Lo primero que ve el observador en A es la proa C de la nave espacial, y la popa en este momento está en e. Cuando el observador mira la popa, la popa se ha movido al punto D y la proa se ha movido al punto C. Así, para el observador, por ejemplo, la longitud de la nave espacial que vio era sólo la longitud SCD, no la longitud SCE original de la nave espacial. La nave espacial estaba comprimida en la dirección del movimiento.
Una predicción sorprendente de la relatividad especial es que el movimiento de cualquier objeto en el universo tiene un límite superior de velocidad, y este límite superior es la velocidad de la luz. En otras palabras, no importa cuán avanzada y avanzada se utilice la tecnología para acelerar un objeto, la velocidad del objeto no puede exceder la velocidad de la luz. Cuando un objeto acelera, su masa aumenta, por lo que cuanto más cerca esté un objeto de la velocidad de la luz, más difícil le resultará acelerar. Según la fórmula, es casi imposible que un objeto alcance la velocidad de la luz. Sólo podemos entender esto por el hecho de que los fotones tienen masa cuando están en movimiento y no tienen masa cuando están en reposo. La masa y la energía son cuestión de tiempo. Con la fórmula no sólo se puede convertir una pequeña masa en una cantidad muy grande de energía, sino que también es un punto clave de la teoría de la relatividad especial.
En resumen, las cuatro ideas de Einstein sobre la simultaneidad y la relatividad, la desaceleración del reloj en movimiento, la reducción del espacio en movimiento y el aumento de la masa en movimiento, anularon por completo la visión absoluta de Newton sobre el tiempo y el espacio. Einstein desarrolló la teoría especial de la relatividad teniendo en cuenta la gravedad. Los cuatro principios propuestos por la relatividad general nos dan una nueva comprensión del tiempo y el espacio. Los principios de la relatividad general son los siguientes: Primero, el principio de equivalencia es que no hay diferencia entre la fuerza de inercia y la fuerza gravitacional observadas en el movimiento acelerado. Por ejemplo, en una caja que cae, la gravedad es completamente compensada por la fuerza de inercia y la gravedad se desliza. Este es el principio de equivalencia. En segundo lugar, la gravedad desvía la luz. Como la luz tiene masa cuando se mueve, también se ve afectada por la gravedad, por lo que la luz se desvía cerca de la Tierra o del Sol. Esto se puede comprobar observando las estrellas ocultas detrás del Sol durante un eclipse solar total. Los agujeros negros también son evidencia de que la gravedad desvía o atrae la luz. En tercer lugar, la gravedad curva el espacio, los cuerpos celestes masivos curvan la luz y la luz se propaga en líneas rectas en la parte curva del espacio. Como resultado, el espacio se curva cerca de objetos masivos, o el universo entero es un espacio curvado. Cuarto, la gravedad ralentiza el flujo del tiempo. Cuanto más fuerte es la gravedad, más lento pasa el tiempo. Cuanto más cerca está un objeto de un agujero negro con una gravedad especialmente fuerte, más lento pasa el tiempo. Si viajas al horizonte de sucesos de un agujero negro, el tiempo incluso se detendrá. A diferencia de la teoría especial de la relatividad, en lugares con fuerte gravedad, el flujo del tiempo no es relativamente lento, sino necesariamente lento. Esto se ha demostrado en el funcionamiento del Sistema de Posicionamiento Global, a menos que los científicos corrijan los beneficios del reloj que aportan los cambios en. gravedad, de lo contrario el posicionamiento del sistema satelital no será preciso.
En cuarto lugar, el nuevo concepto de espacio-tiempo basado en la teoría del "fractal caótico".
La mayor parte de la naturaleza no está ordenada ni equilibrada, sino que se encuentra en un estado desordenado, desequilibrado y aleatorio. Hay innumerables estados de desorden. En un mundo no lineal, la aleatoriedad y la complejidad son sus principales características. Pero todavía existen algunas leyes naturales que subyacen al desempeño. La teoría del fractal del caos aborda estos problemas de nuevas maneras, confundiendo fenómenos caóticos y formas irregulares para revelar las leyes ocultas en sistemas complejos y la relación entre las partes y el todo.
¿El gran físico John? Wheeler (el nombre del agujero negro) dijo que en el futuro, si una persona no está familiarizada con el caos y los fractales, no podrá ser considerada una persona científica y cultural. La teoría fractal fue propuesta por primera vez por el científico estadounidense B.B. Mandelbrot en 1975, afirmando que "fractal" es un conjunto. El establecimiento y rápido desarrollo de la teoría fractal involucra a casi todas las ciencias naturales y sociales. Sobre el papel, los fractales son extremadamente fragmentados y complejos, pero también poseen autosemejanza y autoimitación, que son omnipresentes en la naturaleza. Como nubes impredecibles, accidentes geográficos magníficos, costas sinuosas, redes neuronales biológicas, afluentes, ríos y afluentes ramificados, etc. Frente a estas cosas y fenómenos, la ciencia tradicional está indefensa y la teoría fractal se ha convertido en un arma poderosa para estudiar estas cosas complejas. El ejemplo más simple de lo que se llama fractal es un árbol. Por ejemplo, si doblas su tronco, sus ramas y sus ramitas, encontrarás que tienen similitudes asombrosas. Las ramas pequeñas se asemejan a modelos de árboles grandes, que son como ampliaciones de árboles pequeños; otro ejemplo es la similitud de los deltas de los ríos.
Desde mapas, aviones y en tierra, podemos ver ríos, arroyos y arroyos que se ramifican en formas geométricas que se asemejan a triángulos. Por poner otro ejemplo, el cuerpo humano tiene la misma similitud en dirección y forma de ramificación desde arterias, venas y capilares. Esta es la teoría fractal que nos muestra la naturaleza. Hay un dicho famoso en nuestro país: "Gestionar la familia, gobernar el país y aplanar el mundo". Es decir, si una persona puede gestionar bien una familia, podrá gestionar bien el país y aplanar el mundo. Encarnación de la teoría fractal en sociología. "Muy crucial, un capullo puede distinguir la primavera" es también una de las primeras aplicaciones de la teoría fractal. Incluso el capítulo inicial de "El romance de los tres reinos" "Se dice que la tendencia general del mundo se dividirá si crece y se unirá si crece" es una aplicación de la teoría fractal al desarrollo histórico. . En resumen, la teoría fractal es una nueva comprensión de nuestra visión del espacio y el tiempo.
La exploración del caos fue propuesta por muchos científicos que estudiaban sistemas de tres cuerpos ya a principios del siglo XX. Sabemos que es fácil calcular las órbitas de dos cuerpos utilizando la mecánica newtoniana, pero las leyes del movimiento entre el Sol, la Tierra y la Luna no se han explicado bien hasta ahora. Este es el llamado fenómeno de los tres cuerpos y también es un comienzo importante para la investigación del caos. Porque esta pregunta contiene muchas cosas básicas, originales, intuitivas e innovadoras sobre nuestra comprensión de la naturaleza. Esto requiere nuevas ideas, nuevos conceptos, nuevos métodos y nuevas teorías. En este contexto histórico, surgió una confusión teórica sobre la nueva comprensión de la naturaleza, el tiempo y el espacio por parte de la humanidad. Como ejemplo famoso de estudio del caos, el "efecto mariposa" se ha convertido en una ventana para que muchas personas comprendan el caos. El "efecto mariposa" significa que en una pista determinada, bajo una ligera interferencia, la pista de movimiento cambiará mucho. Para describir la extrema sensibilidad de los sistemas complejos caóticos, Lorenz utilizó una analogía. En el hemisferio sur, un pequeño flujo de aire causado por el aleteo accidental de las alas de una mariposa puede convertirse en un tornado en todo el hemisferio norte en cuestión de semanas. “El disparo de la Revolución de Octubre trajo el marxismo-leninismo a China”, que fue el “efecto mariposa” que provocó la revolución china y la revolución socialista mundial. Cuando un clavo de herradura cae sobre un príncipe, un príncipe pierde una guerra, una guerra pierde un reino, pero también cambia el mundo entero. Éste es el "efecto mariposa" en el desarrollo histórico. Los estudios del caos ordenan dentro del desorden, y muchos fenómenos siguen siendo impredecibles incluso si siguen leyes deterministas estrictas. Los eventos caóticos muestran patrones de cambio similares en diferentes escalas de tiempo, que son muy similares a los patrones de cambio de los fractales en escalas espaciales. Caos analiza principalmente el proceso de inestabilidad y divergencia de los sistemas dinámicos no lineales, pero el sistema siempre converge a un determinado atractor en el espacio de fase, que es muy similar al proceso de generación de fractales. La teoría del caos y los fractales dependen en gran medida de los avances en las computadoras, lo que plantea nuevos desafíos a las matemáticas tradicionales. Debido a la incertidumbre de la teoría del caos, la imprevisibilidad del futuro y el orden dentro del desorden, la gente inevitablemente pensará en el Libro de los Cambios chino, la astrología extranjera y algunas actividades y profecías religiosas. ¿Se puede resumir como un fenómeno caótico que requirió miles de años de exploración para resolverlo? En la confusa cosmología, la gente sólo quiere utilizar las leyes existentes del universo para explicar los fenómenos astronómicos observados, y las últimas investigaciones incluyen muchos fenómenos en el universo que no conocemos y no podemos explicar, como Mike. ? ¿Pueden considerarse los nuevos objetos descubiertos por científicos como Mike Brown el décimo planeta del sistema solar? ¿Por qué orbitan más allá de Neptuno objetos con un gran ángulo de inclinación? ¿Cuáles son las leyes del movimiento de los más de 1.000 planetas descubiertos? más allá de Neptuno? ¿Cuántos fenómenos hay en cosmología sólo pueden explorarse y explicarse utilizando la teoría del caos y los fractales?
5. Conceptos de tiempo y espacio basados en la nueva teoría de la “Variación de la Velocidad de la Luz” (VSL)
Con la llegada del nuevo siglo, la física se enfrentando los mismos desafíos que hace cien años. Con las mismas capas de niebla, pueden surgir teorías físicas más allá de la teoría de Einstein. Y la teoría VSL propuesta por el Dr. Joao Maguyou (Jo?o Magueijo) es una idea extraordinaria y loca para explicar la naturaleza del universo en los últimos años, porque desafía el núcleo de la teoría de Einstein. La teoría de VSL es que la velocidad de la luz en el universo primitivo era más rápida que la actual. De ser así, al menos algunos de los problemas del universo podrían explicarse sin inflación.
De hecho, cuando utilizamos la teoría del cambio de la velocidad de la luz para resolver el misterio del universo, el universo casi nos dice que la luz viajó más rápido en el pasado, y las teorías físicas más básicas parecen tener que basarse en una estructura más amplia. que la teoría de la relatividad. Curiosamente, físicos de la Universidad Nacional de Australia crearon recientemente una "trampa superligera" utilizando cristales de silicato del elemento de tierras raras praseodimio. "Congela" con éxito el rayo durante un segundo. Dado que el haz de luz se puede congelar, no se trata de negar experimentalmente la teoría de que la velocidad de la luz es constante, sino de demostrar que la velocidad de la luz se puede cambiar. Según la teoría VSL, la velocidad de la luz no sólo cambia con la evolución del universo, sino que también cambia en diferentes espacios. El efecto apenas se nota cuando se está cerca de planetas y estrellas, pero ocurre algo más dramático cuando se está cerca de un agujero negro. El estudio de las ecuaciones muestra que la velocidad de la luz misma puede llegar a cero en el horizonte de sucesos. Según la teoría conservadora VSL, al igual que la relatividad especial, la velocidad de la luz debería ser un límite de velocidad, pero puede variar de un lugar a otro. Tu velocidad siempre debe estar por debajo de la C local, de modo que cuando el límite de velocidad baje a cero, llegarás al último semáforo en rojo y deberás detenerte justo antes del horizonte del agujero negro VSL. Al borde del acantilado, su intento de suicidio se ve inicialmente frustrado. Para evitar una catástrofe, se cerrará el agujero negro VSL. No importa cómo definamos el tiempo, estos relojes funcionarán de manera diferente a medida que se acerquen a un agujero negro. Pero los propios procesos biológicos tienen propiedades electromagnéticas, lo que significa que el ritmo al que envejecemos las personas es en realidad un excelente reloj electrónico. Descubrimos que envejecemos más rápido a medida que nos acercamos a un agujero negro, no debido al efecto de desfase temporal de Einstein, sino debido a interacciones electromagnéticas más rápidas. Por lo tanto, a medida que nos acercamos al agujero negro VSL, nuestro corazón envejece más rápido o, por el contrario, si lo medimos por nuestro propio ritmo de vida, encontramos que nuestro movimiento hacia el horizonte se ralentizará. Es decir, en nuestro caso, tarda una eternidad en acercarse al horizonte de sucesos, pero si C no cambia, es posible que solo parpadee durante un segundo. Bajo VSL, el horizonte está más cerca pero también más fuera de alcance. El horizonte de sucesos de un agujero negro VSL es como un objetivo infinito, como un borde intocable del espacio, con una maravillosa eternidad detrás del borde.
La importancia teórica más sorprendente de la teoría VSL es que cuando C puede cambiar en el espacio y el tiempo, puede aparecer una "vía rápida". Esta vía se basa en la teoría de campos VSL y la forma de las cuerdas cósmicas. La velocidad de la luz a lo largo de estas cuerdas probablemente sería aún mayor, y la velocidad de la luz sería aún mayor cerca de las cuerdas, como si un escudo superlumínico que contuviera las cuerdas cósmicas creara un corredor de límites de velocidad extremadamente altos que se extendiera hacia el universo. Es exactamente lo que busca la órbita rápida de los viajes espaciales. ¡Pero es incluso mejor que la vía rápida! A lo largo de la cuerda cósmica VSL, el tiempo todavía se retrasa, pero este efecto sólo se vuelve evidente cuando se compara la velocidad del viajero con la velocidad de la luz (es decir, el valor local de C en esta teoría). Dado que el valor de C a lo largo de la cuerda cósmica VSL puede ser mayor, cuando ya se está moviendo a alta velocidad, aún puede ser mucho más lento que el valor local de C, por lo que el retraso será insignificante. De modo que los humanos pueden moverse por carreteras y explorar los rincones más lejanos del universo, pero aún así ser mucho más lentos que la velocidad local de la luz. Podrá evitar los efectos de la "Paradoja de Géminis" y cuando regrese tendrá la misma edad que su hermano gemelo. No sólo puede visitar galaxias distantes durante su vida, sino que también puede regresar a casa durante la vida de sus contemporáneos. La teoría VSL cambiará nuestra visión de nosotros mismos en el universo y nuestras expectativas de contacto con vida extraterrestre.
6. Espacio-tiempo multidimensional basado en la teoría de supercuerdas
Actualmente existe una nueva teoría que cree que en el mundo subatómico, es decir, en el diminuto espacio ultramicroscópico, partículas elementales Ya no son partículas que pueda observar en la realidad. La existencia de las llamadas partículas elementales es sólo la manifestación de una pequeña cuerda vibrante en el mundo microscópico, como una cuerda ordinaria en un instrumento de cuerda que vemos en la vida real. Puede reproducir todo tipo de música maravillosa. En el mundo ultramicroscópico hay muchas vibraciones de cuerdas que no podemos observar con ningún instrumento moderno, formando una rica y colorida familia de partículas elementales microscópicas. Según la teoría de las supercuerdas, el mundo es multidimensional. Ahora vivimos en un espacio tridimensional o cuatridimensional con un eje temporal. Según su teoría, todavía deberían existir seis o incluso diez dimensiones de espacio y tiempo.
Lo que resulta desconcertante es que, basándose en esta teoría multidimensional del espacio-tiempo, las teorías general y especial de la relatividad de Einstein pueden derivarse fácilmente matemáticamente. La teoría de la relatividad ya no es una teoría basada en los postulados de Einstein, sino una conclusión extraída de una teoría matemática rigurosa. Bajo la teoría multidimensional del espacio-tiempo que es la base de la teoría de cuerdas, las cuatro fuerzas básicas del universo (interacción fuerte, interacción débil, fuerza electromagnética y gravitación universal) están unificadas en la gran teoría unificada que ha preocupado a la física para muchos. años se basa en esta teoría del espacio-tiempo multidimensional tiene una solución perfecta. La teoría de supercuerdas y la teoría multidimensional del espacio-tiempo, aunque perfectas y desconcertantes, requieren enormes cantidades de energía que los humanos no han podido obtener en los últimos siglos (1028 electronvoltios, que es 1015 veces la energía máxima que nuestros aceleradores pueden obtener ahora). Así que esta teoría es una de esas que los humanos parecen nunca poder verificar experimentalmente. Si esta teoría puede durar para siempre, sólo Dios lo sabe.
Hablando de espacio-tiempo multidimensional, tenemos que empezar por el mundo unidimensional. Aquí, si hay un "país de línea recta", todos los que viven allí viven en un espacio-tiempo unidimensional como una línea recta. Sólo pueden vivir en línea recta y en su país no existe el concepto de avión. Si un día una persona de un país de línea recta abandona repentinamente la línea recta, es difícil entender por qué esta persona desaparece repentinamente de su país. El mundo bidimensional debería ser sólo un avión. Si realmente existe un "país plano" y las personas que viven en él sólo tienen el concepto de país plano, podemos dibujarles un círculo. Mientras dibujes un círculo, ellos nunca abandonarán el círculo, porque en su mundo no existe el concepto de hacia arriba. Si una bola pasa por su mundo, sólo pueden ver un círculo de pequeño a grande. Finalmente, el mundo tridimensional es el mundo en el que vivimos ahora. En este mundo, la gente piensa que el espacio es absoluto. Para ellos, la cuarta dimensión es inimaginable y no existe. Esto es como la visión absoluta de Newton del espacio y el tiempo. Separó el tiempo y el espacio, creyendo que el espacio es absoluto y el tiempo es unificado y eterno. Einstein rompió la visión absoluta del espacio-tiempo de Newton y estableció un espacio-tiempo de cuatro dimensiones compuesto de espacio y tiempo. Creía que el tiempo y el espacio eran relativos. Entonces, ¿existe el espacio-tiempo de cinco dimensiones? Desde un punto de vista matemático, ya en la década de 1950, el matemático alemán Riemann superó la geometría euclidiana, propuso el concepto de espacio de cuatro dimensiones y propuso creativamente un concepto completamente nuevo llamado geometría de Riemann. Se hizo una preparación teórica para unificar todas las leyes físicas. . En el siglo XX, la teoría multidimensional volvió a convertirse en un tema candente en la comunidad científica. Algunos científicos han vuelto a proponer el concepto de espacio-tiempo multidimensional y han realizado cálculos eficaces. Vale la pena mencionar que la maravillosa ecuación masa-energía de la teoría de la relatividad de Einstein proviene de la temprana teoría matemática de cuerdas, que hace que la gente sienta las maravillas de la naturaleza.
La teoría de cuerdas se ha convertido recientemente en un tema candente en la física, según creen los físicos. En el universo no sólo hay espacio-tiempo de cinco dimensiones, sino también espacio-tiempo de seis dimensiones e incluso espacio-tiempo de diez dimensiones. En el universo primitivo, era una singularidad en el vacío absoluto. En ese momento, había un espacio-tiempo de diez dimensiones, pero era inestable, lo que llevó a la creación de nuestro universo. Durante el período de creación del universo, el espacio-tiempo de diez dimensiones se descompuso en espacio-tiempo de cuatro dimensiones y espacio-tiempo de seis dimensiones. El espacio-tiempo de seis dimensiones se contrajo en una singularidad infinitesimal y el espacio de cuatro dimensiones. -El tiempo estaba en la etapa del Big Bang del universo. Así que tenemos nuestro universo en expansión actual. Los científicos que defienden la teoría del espacio-tiempo de diez dimensiones creen que nuestro universo fue creado en una explosión. En el futuro, se convertirá en un universo cada vez más pequeño, se reducirá nuevamente hasta convertirse en una singularidad y luego se repetirá. universo. La escena de la creación, este es el futuro del universo. La teoría multidimensional del espacio-tiempo puede explicar perfectamente la Gran Teoría Unificada de Einstein, que finalmente quedó sin resolver y unificó las cuatro fuerzas interactuantes de la naturaleza que los humanos conocemos actualmente. El físico y autor de "Una breve historia del tiempo" Hawking cree que el universo eventualmente será explicado por la teoría cuántica. El universo en el que vivimos es uno de muchos universos paralelos. Para el universo, es como muchas pompas de jabón flotando en el aire. Cada pompa de jabón es un universo sin ninguna conexión entre ellas. Esta es la última visión de Hawking sobre el universo. Él cree que somos simplemente humanos que vivimos en un universo paralelo multidimensional.
Si fuera posible abrir un agujero entre los dos universos,
7. Tres tipos de civilizaciones del espacio exterior que trascienden el tiempo y el espacio
Antes de finalizar este artículo, primero entendamos que El antiguo astrónomo soviético Kalcher clasificó las civilizaciones humanas del futuro de la siguiente manera. Creía que una civilización controlaba la energía de todo el planeta. Esta civilización podría controlar el clima, prevenir terremotos, explotar la corteza terrestre y explotar los océanos. Esta civilización ha completado su exploración del sistema solar. El segundo tipo de civilización es una civilización que controla la energía del sol mismo, lo que no significa adquirir pasivamente energía solar. Esta civilización puede aprovechar la energía solar. Las necesidades energéticas de esta civilización eran tan grandes que consumía energía solar directamente para alimentar sus máquinas. Esta civilización comenzará a colonizar el sistema estelar local. Las tres civilizaciones son las civilizaciones que controlan la energía de toda la galaxia. En términos de energía, controla la energía de miles de millones de sistemas estelares. Es posible que domine las ecuaciones de Einstein y pueda manipular el espacio y el tiempo a voluntad. Quizás esta clasificación de las civilizaciones futuras sea errónea, pero sí dio una explicación razonable de las leyes de la física desde la perspectiva de la energía. Nuestra tecnología humana sólo ha experimentado una historia de unos pocos cientos de años. En la actualidad todavía no tenemos las condiciones para la primera civilización. A la humanidad todavía le queda un largo camino por recorrer antes de entrar en el primer tipo de civilización, y todavía existen muchos riesgos. Al igual que una crisis nuclear, las armas nucleares almacenadas por la humanidad son suficientes para destruir la civilización moderna en la Tierra varias veces. Si los humanos locos lanzan una guerra nuclear, la Tierra se convertirá en un desierto en un invierno nuclear. Tal vez el Marte de hoy sea el destino de la Tierra mañana. Ahora, con la aceleración de la modernización humana, el entorno de vida humano se está volviendo cada vez más frágil. Con el crecimiento explosivo de la población y el aumento de los edificios modernos, habrá cada vez menos tierra para la supervivencia humana y la tierra se convertirá en un castillo de hormigón armado. La contaminación ambiental, la crisis energética, los desastres naturales y muchos otros factores harán que este ser humano aparentemente poderoso sea más vulnerable que nunca. Cualquier emergencia natural o provocada por el hombre, inesperada o inesperada, puede poner a este planeta azul en peligro extremo o incluso en destrucción. Finalmente, el autor desea sinceramente que la humanidad pueda apreciar el medio ambiente, apreciar la paz, apreciar el desarrollo armonioso de la naturaleza y desear que la humanidad pueda tener una civilización segura y sofisticada y un alto grado de modernización.
Materiales de referencia principales:
1, Super Light Speed/Joo Magueijo (Traducido por Jo?O Magueijo Zhao Wen/Hunan Science Press/mayo de 2005/Changsha
2. Abstracción térmica/Zhu Zhu/Guangdong Economic Publishing House/septiembre de 2003/Guangzhou
3. Einstein's Time Travel/Autor/J Richard Gott/ Traducido por Liu Jun/Changchun Publishing House/65438 Octubre de 2004. /Changchun
4. Más allá del tiempo y el espacio/Michio Kaku/Liu Yuxi y Cao Zhiliang/Shanghai Science and Technology Education Press/65438 mayo de 0999/Shanghai >
5. He/Principios y aplicaciones de la relatividad general/Zhang Xuerong/Guangdong Science and Technology Press/65438 octubre de 2000/Guangzhou