ดูเหมือนไม่มีอะไรแน่นอนมากไปกว่า “ความจริง” ที่ว่าอวกาศมีสามมิติ แต่เราแน่ใจได้อย่างไรว่ามีเพียงสามมิติเท่านั้น? ลองนึกภาพนักเดินไต่เชือกที่ทรงตัวอยู่บนสายเคเบิลสูงเหนือพื้นดิน สำหรับผู้เดินไต่เชือก สายเคเบิลถือเป็นวัตถุ 1 มิติได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพราะเขาต้องการเพียงพิกัดเดียวเพื่อระบุตำแหน่งของเขาขณะที่เขาเดินไปมา แต่ตัวอย่างเช่น มดมองเห็นสายเคเบิลเป็นวัตถุ 2 มิติ
เพราะมันสามารถ
คลานไปตามสายเคเบิลได้ ทุกวันนี้ นักฟิสิกส์จำนวนมากขึ้นกำลังตั้งคำถามอย่างจริงจังว่าเราเป็นเหมือนนักเดินไต่เชือกหรือไม่ โดยไม่ทราบจำนวนมิติที่แท้จริงในอวกาศ แนวคิดใหม่จากทฤษฎีฟิสิกส์เสนอว่าวิธีที่ดีที่สุดในการค้นพบมิติที่แท้จริงของอวกาศคือการศึกษาว่าแรงดึงดูดระหว่างวัตถุสองชิ้น
ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสองอย่างไร เมื่อตระหนักว่าการเร่งความเร็วของดวงจันทร์ขณะโคจรรอบโลกอาจสัมพันธ์กับการเร่งความเร็วของผลแอปเปิลขณะตกลงสู่พื้น นี่เป็นครั้งแรกที่ปรากฏการณ์ทางกายภาพสองอย่างที่ดูเหมือนไม่เกี่ยวข้องกันได้รับการ “รวมเป็นหนึ่งเดียว” การแสวงหา
เพื่อรวบรวมพลังแห่งธรรมชาติทั้งหมดเป็นหนึ่งเดียวที่ยังคงทำให้นักฟิสิกส์ยุ่งอยู่ในปัจจุบัน นิวตันแสดงให้เห็นว่าแรงดึงดูดระหว่างวัตถุสองจุดเป็นสัดส่วนกับผลคูณของมวลและแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสอง: F = GMm /r 2โดยที่FคือแรงGคือค่าคงที่แรงโน้มถ่วง
ของนิวตันMและmคือมวลของวัตถุ และrคือระยะห่างระหว่างกันทฤษฎีของนิวตันซึ่งสันนิษฐานว่าแรงโน้มถ่วงกระทำในทันทีนั้นยังคงไม่มีใครท้าทายเป็นเวลาประมาณสองศตวรรษจนกระทั่งไอน์สไตน์เสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในปี 2458 ทฤษฎีใหม่ที่รุนแรงของไอน์สไตน์ทำให้แรงโน้มถ่วงสอดคล้อง
กับแนวคิดพื้นฐานสองประการของทฤษฎีสัมพัทธภาพ: โลกคือ 4 มิติ ทั้งสามทิศทางของอวกาศรวมกับเวลา และไม่มีผลกระทบทางกายภาพใดที่สามารถเดินทางได้เร็วกว่าแสง ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไประบุว่าแรงโน้มถ่วงไม่ใช่แรงในความหมายปกติ แต่เป็นผลมาจากความโค้งของกาลอวกาศ
ที่เกิดจาก
มวลหรือพลังงาน อย่างไรก็ตาม ในขีดจำกัดของความเร็วต่ำและสนามโน้มถ่วงที่อ่อนแอ ทฤษฎีของไอน์สไตน์ยังคงทำนายว่าแรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุสองจุดเป็นไปตามกฎกำลังสองผกผัน มิติพิเศษ กราวิตอนของไขมัน และอนุภาคใหม่ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้รับการทดสอบอย่างแม่นยำ
ด้วยการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ การทดลองในห้องปฏิบัติการ และยานอวกาศต่างๆแม้ว่าทฤษฎี ของไอน์สไตน์จะผ่านการทดสอบทั้งหมดนี้แล้ว แต่ก็เป็นที่แน่ชัดว่าผลกระทบของควอนตัมจะทำให้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปแตกสลายในระยะทางที่เทียบได้กับความยาวของพลังค์
ซึ่งกำหนดเป็น โดยที่h barคือค่าคงที่ของพลังค์หารด้วย 2π และcคือความเร็วแสง อย่างไรก็ตาม ความยาวของพลังค์นั้นเล็กมากจนไม่สามารถแยกแยะได้ในการทดลองเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงในทางปฏิบัติใดๆ
หนึ่งในความท้าทายที่โดดเด่นในวิชาฟิสิกส์คือการทำสิ่งที่นิวตันเริ่มต้นให้สำเร็จและบรรลุถึง
“การรวมเป็นหนึ่งที่ยิ่งใหญ่” ขั้นสูงสุด นั่นคือการรวมแรงโน้มถ่วงเข้ากับแรงพื้นฐานอีกสามแรง (แรงแม่เหล็กไฟฟ้า และแรงนิวเคลียร์ที่แรงและแรงที่อ่อน) ให้เป็นทฤษฎีควอนตัมเดียว ในทฤษฎีสตริง หนึ่งในผู้สมัครชั้นนำสำหรับทฤษฎีขั้นสูงสุด – หน่วยงานพื้นฐานของธรรมชาติคือสตริง 1 มิติ
และวัตถุ
ที่มีมิติสูงกว่าที่เรียกว่า “branes” แทนที่จะเป็นอนุภาคแบบจุดที่เราคุ้นเคย นักทฤษฎีสตริงให้ความบันเทิงอย่างจริงจังกับแนวคิดที่ว่า จริงๆ แล้วมีมิติเชิงพื้นที่เพิ่มเติมอีกหกหรือเจ็ดมิติ มิติพิเศษเหล่านี้จำเป็นต่อการทำให้ทฤษฎีมีความสอดคล้องทางคณิตศาสตร์และสามารถอธิบายแรงโน้มถ่วงได้
แน่นอนว่า มิติที่ “พิเศษ” เหล่านี้จะต้องแตกต่างจากมิติที่ไม่มีที่สิ้นสุดทั้งสามที่เราคุ้นเคย มิฉะนั้น เราคงสังเกตเห็นมาก่อนแล้ว จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ สันนิษฐานว่าพวกมันไม่มีค่าสิ้นสุด แต่ขดตัวด้วยรัศมีที่เทียบได้กับความยาวของพลังค์ แม้ว่าสิ่งนี้จะหมายความว่ามิติพิเศษนั้นมองไม่เห็นโดยพื้นฐานแล้ว
แต่การมีอยู่ของพวกมันจะป้องกันอินฟินิตี้ที่ยุ่งยากซึ่งรบกวนทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของสนามควอนตัมแบบเดิม หนึ่งในปริศนาใหญ่เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงคือข้อเท็จจริงที่ว่ามันอ่อนแอกว่าแรงอื่นๆ มาก เป็นปัจจัยที่อ่อนแอกว่าแรงไฟฟ้าสถิตและแรงแม่เหล็ก ประมาณ 10-40 เท่า ในปี พ.ศ. 2541 นักทฤษฎีสามคน
ได้เสนอคำอธิบายที่ชัดเจนสำหรับจุดอ่อนนี้ (อ่านเพิ่มเติม) พวกเขากล่าวว่าแรงโน้มถ่วงดูอ่อนแอ เนื่องจากมิติพิเศษบางอย่างที่ทำนายโดยทฤษฎีสตริงนั้นมีขนาดใหญ่อย่างน่าประหลาดใจเมื่อเทียบกับความยาวของพลังค์ และเพื่อนร่วมงานโต้แย้งว่าเราอาศัยอยู่บนสมองที่มีมิติเชิงพื้นที่ 3 มิติ
ซึ่งฝังอยู่ในจักรวาลที่มีมิติเชิงพื้นที่ทั้งหมด 9 มิติ อนุภาคทั้งหมดในแบบจำลองมาตรฐาน (รวมถึงโฟตอน) เป็นเชือกที่ปลายของอนุภาคนั้นติดแน่นกับเบรน อย่างไรก็ตาม กราวิตอน อนุภาคที่เชื่อว่ามีแรงโน้มถ่วงเป็นวงปิดของเชือก ดังนั้นจึงมีอิสระที่จะเดินทางไปทั่วทั้งมิติเชิงพื้นที่ทั้งเก้า
แรงโน้มถ่วงดูเหมือนจะอ่อนแอกว่าแรงอื่นๆ เพราะมันทำหน้าที่ในเก้ามิติ ไม่ใช่สามมิติ และสิ่งนี้จะ “เจือจาง” ความแข็งแกร่งของมันแสดงให้เห็นว่าค่านี้ ค่าคงที่ของพลังค์ และความเร็วแสงสามารถรวมกันเพื่อกำหนดมาตราส่วนความยาวประมาณ 0.1 มม. และเสนอต่อไปว่าปัจจัย
ของ 10 60 สามารถอธิบายได้หากแรงโน้มถ่วงอ่อนแอกว่ามากในระยะทางที่สั้นกว่านี้ . เขาเสนอว่ากราวิตอนในทฤษฎีสตริงอาจเป็นวัตถุ “อ้วน” ที่ไม่สามารถ “มองเห็น” กระบวนการส่วนใหญ่ในระยะทางสั้นๆ ที่รับผิดชอบต่อพลังงานสุญญากาศทั่วไป สิ่งนี้ยังทำให้ปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วงอ่อนแอมากสำหรับมวลที่แยกจากกันด้วยขนาดของกราวิตอน “ไขมัน” ที่น้อยกว่า
แนะนำ 666slotclub / hob66
