近300年來(lái)的科學(xué)發(fā)展僅僅揭開(kāi)了宇宙的一小塊神秘面紗。在17世紀，牛頓通過(guò)一個(gè)落地的蘋(píng)果發(fā)現了地球引力的存在，提出了萬(wàn)有引力的學(xué)說(shuō)。200年后，法拉第和麥克斯韋發(fā)現電流會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)，運動(dòng)的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電流，建立了電磁體系。到了20世紀，愛(ài)因斯坦的科學(xué)研究發(fā)現并證明了空間、時(shí)間和引力緊緊結合在一起，你不能夠僅僅單獨拎出一項來(lái)研究。愛(ài)因斯坦畢生的夢(mèng)想就是提出一個(gè)能將力學(xué)與
電磁學(xué)完整協(xié)調統一在一起，并能解釋物理領(lǐng)域的所有現象的理論。很遺憾的是，他沒(méi)能完成。
NASA
科學(xué)家想象中的宇宙弦
直到20世紀80年代，弦論爆炸般地登上了理論物理學(xué)的舞臺，使物理學(xué)的統一不再是一個(gè)遙不可及的神話(huà)。弦論是目前最流行的理論，如果弦論真的被證明了，基本粒子和引力就能統一起來(lái)，我們知道的所有理論都能在它的理論支持下完美地被解釋?zhuān)⒆裱械奈锢矸▌t，人們對宇宙的認識將會(huì )更進(jìn)一層。為什么會(huì )有重力，為什么電子有質(zhì)量，為什么電子和質(zhì)子的質(zhì)量比是1：1864。人們將不再對這些問(wèn)題毫無(wú)頭緒。
弦論就像它的字面意思一樣，它的基本觀(guān)點(diǎn)是，所有的基本粒子其實(shí)是一種物質(zhì)在不同狀態(tài)下的表現，這種基本物質(zhì)是：弦。這是怎么意思呢？比如說(shuō)電子，這種基本粒子是沒(méi)有內部構造的一個(gè)點(diǎn)，一個(gè)點(diǎn)除了移動(dòng)可以產(chǎn)生任何現象。如果從弦論來(lái)看，微觀(guān)世界里的電子并不僅僅是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)微小的極細的閉合弦。弦可以以不同方式震蕩，就像小提琴的弦在不同的振動(dòng)下會(huì )發(fā)出不同音調的聲音一樣，弦的不同震蕩會(huì )使其表現出各種形態(tài)的粒子。當它以一種形式震蕩時(shí)，表現的是電子的形態(tài)，而如果以另一種形式震蕩，則表現中子的形態(tài)，或是夸克，或是其他。弦論的先鋒物理學(xué)家們還認為，弦的震蕩可以產(chǎn)生力的作用，這就使力學(xué)與量子力學(xué)統一起來(lái)。
那么宇宙弦呢？科學(xué)家們認為，
宇宙弦是宇宙的遺跡，在宇宙大爆炸之初的極短瞬間形成，過(guò)程類(lèi)似于“結晶”。在大爆炸的那一瞬間，宇宙空間本身變成由弦狀物質(zhì)組成的間斷立體面。這樣想象可以幫助你更好地理解，池塘的表面開(kāi)始結冰，每一塊冰都在不斷膨脹、擴散，直到它們碰撞上其他冰塊才停止，這些冰塊的模樣就像閉合的弦一樣。宇宙弦的產(chǎn)生可以認為是宇宙大爆炸后宇宙空間的冷卻。一些宇宙學(xué)家們認為空間也有自己的紋理，由弦或其他紋理構成，當宇宙中的物質(zhì)冷卻下來(lái)，就形成了星系。
但我們并不能直接看見(jiàn)這些弦，它們距離我們有數十億光年。我們僅僅可以通過(guò)對宇宙微波、射線(xiàn)、引力輻射的精密測量，尋找證據來(lái)證明它們存在。宇宙弦也是解釋宇宙射線(xiàn)的最好理論。
這些弦在整個(gè)宇宙中交織，比一粒原子更細，有巨大的密度（在巨大的壓力之下）。這意味著(zhù)它們將會(huì )對經(jīng)過(guò)的任何東西產(chǎn)生相當大的引力，使在宇宙弦上的東西能以超速行進(jìn)。因此，有人提出，將兩根宇宙弦拉近到一起或將一根宇宙弦靠近黑洞，就可能將空間和時(shí)間壓縮到足夠的極限，從而產(chǎn)生封閉類(lèi)時(shí)曲線(xiàn)，實(shí)現時(shí)間旅行。
弦論不僅吸引了大量的物理學(xué)家，還使很多數學(xué)家也癡迷不已。它開(kāi)拓了數學(xué)研究的新領(lǐng)域，使科學(xué)家們百思不得其解的關(guān)口豁然開(kāi)朗。但是，宇宙弦的理論還遠遠只是冰山一角，一種理論必須通過(guò)實(shí)驗才能得到最后的論證，要證實(shí)它，人們還有一段相當漫長(cháng)的路要走。
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